Operaciona analiza raspodeljenih sistema za čuvanje energije za komercijalne i industrijske primene iza brojila
Tehnologija skladištenja energije, ključni fokus u novim izvorima energije, čuva električnu energiju za prilagođavanje vrhova i dolina snage u mreži. Distribuirano skladištenje energije u komercijalnim/industrijskim kontekstima smanjuje troškove putem osečanja vrhova, povećava stabilnost mreže i umanjuje nebalansiranost vrhova i dolina. Ovaj rad istražuje njenu primenu za komercijalne/industrijske korisnike kroz scenarije i mogućnosti.
1 Analiza scenarija primene
1.1 Analiza potreba
Troškovi električne energije dominiraju u ukupnim troškovima energije za komercijalne/industrijske korisnike, posebno za proizvođače—10% - 20% ukupnih troškova za opšte poduzeća, do 40% - 50% za toplaste. Distribuirano skladištenje omogućava osečanje vrhova, samosnabdevanje i odgovar na strani potrošača, optimizaciju struktura energije, smanjenje potrošnje i unapređenje konkurentnosti.
1.1.1 Osečanje vrhova i ispunjavanje dolina
Na osnovu uzoraka potrošnje korisnika i lokalnih tarifa, implementirati odgovarajuće veličine skladišta. Puniti tokom niskih tarifa dolina/flat perioda, ispraznjavati tokom visokih tarifa vrhova kako bi se smanjila vrhovna opterećenja, izbegli visoki troškovi električne energije i smanjili troškovi električne energije.
1.1.2 Samosnabdevanje
Ekonomska rast povećava urbanu potrebu za električnom energijom, stvarajući sezonske/periodične nedostatke. Da bi se osigurala stabilnost mreže tokom nedostatka snabdijevanja ili hitnih situacija, javni preduzeća koriste uređene sheme snabdijevanja, poticajući firme da smanje potrebu za vrhovnom opterećenju ili povećaju potrošnju tokom dolina.
1.1.3 Odgovar na strani potrošača (DSR)
DSR, ključna rešenja za napetosti u snabdevanju i potrazi za električnom energijom, opisuje aktivno prilagođavanje opterećenja električne energije pod poticajima. Omogućava osečanje vrhova i ispunjavanje dolina. Sa napredovanjem distribuiranog skladištenja, pilot projekti DSR se šire. Provinske javne preduzeća sada izdaju poticajne sheme, utvrđujući tržišni status skladištenja energije.
1.2 Analiza opterećenja
Komercijalno/industrijsko distribuirano skladištenje prikladno je za razne scenarije i tipove opterećenja: dnevna smena, tri smene proizvodnje i slučajno fluktuirajuće opterećenje.
1.2.1 Opterećenje dnevne smene
Krivulja opterećenja je gladka: porasta do stabilnog vrha nakon početka rada, zatim pada do doline posle rada. Na primer, trgovina se povećava u 8:00, dostiže vrh u 9:00 - 18:00 (stabilno, niske fluktuacije), pada posle 18:00, i dostiže dolinu u 22:00 - 8:00.
Tipični korisnici: trgovinsko-kompleksi, kancelariji, proizvođači sa dnevnom smenom. Vrhovi se podudaraju s dnevnim visokim tarifama, doline sa noćnim niskim tarifama—idealno za osečanje vrhova.
1.2.2 Opterećenje tri smene proizvodnje
Neprekidno opterećenje 24/7 sa malim fluktuacijama (na primer, tokom operacija opreme/promena materijala). Uobičajeno u rudarstvu/metallurgiji, koristi 24h opremu (ventilatori, kompresori). Proizvodne firme suočene su s visokim troškovima i strogo zahvaljujući potrebama pouzdanosti, prikladne su za skladištenje za osečanje vrhova, samosnabdevanje itd.
Naplatni sistem: dvodelni industrijski (bazni + energetski troškovi). Dizajn skladišta mora uzeti u obzir uticaj punjenja-ispraznjenja na bazne cijene.
2.1.1 Spajanje niskog napon (Nastavak)
Metoda spajanja niskog napon ima prednosti poput jednostavnog sheme spajanja, niskih troškova adaptacije i jednostavnih postupaka. Međutim, stavlja relativno visoke zahteve na stopu opterećenja transformatora i kapacitet apsorpcije opterećenja. Takođe, radi samo za opterećenje specifičnog transformatora i ne može snabdevati opterećenje drugih transformatora.
2.1.2 Spajanje visokog napon
Spajanje visokog napon znači da sistem skladištenja energije, preko ugrađenog sistema step-up, spaja se na korisnikovu 10kV busbar na nivou napona od 10kV. Prikladno je za scenarije gdje postojeći transformator korisnika nema dodatnu kapacitet za punjenje skladišta, ili gdje postoji više transformatora korisnika sa neravnomerno raspodeljenim opterećenjem. Specifična metoda spajanja prikazana je na Slici 2.
Prednosti ove metode: punjenje skladišta energije nije uticano na stopu opterećenja transformatora, neograničena snaga punjenja, istovremena apsorpcija opterećenja za više transformatora, i visoka stopa apsorpcije. Mane: veći troškovi sistema skladišta energije; potreba za adaptacijom visokog napon korisničkih sistema snabdevanja (dodavanje troškova adaptacije); i duži, stroži postupak za proširenje poslovanja/povećanje kapaciteta kod javnih preduzeća.
2.2 Strategije punjenja i ispraznjenja
Metode spajanja određuju početne troškove konstrukcije skladišta energije; strategije punjenja i ispraznjenja određuju prihod.Strategije variraju u zavisnosti od scenarija: na primer, mod samosnabdevanja ispraznjava tokom ograničenja/nedostataka mreže; odgovar na strani potrošača prati politiku odseka za energiju. Osečanje vrhova i ispunjavanje dolina, ključni komercijalni/industrijski slučaj upotrebe, zahteva dizajn strategije na osnovu vremenskih perioda i cena tarifa.
2.2.1 Tarife prema vremenskom periodu
Uzmimo za primer tarife velikih industrijskih 110kV u provinciji; detalji u Tabeli 1.
2.2.2 Analiza strategija punjenja i ispraznjenja
Analizom cena električne energije prema vremenskim periodima, svakog dana postoji jedan period doline, dva perioda ravni i dva perioda vrha. Za sistem skladištenja energije, adopcija strategije punjenja dva puta i ispraznjenja dva puta dnevno daje najbolju ekonomsku efikasnost, uključujući jedan ciklus vrh-dolina i jedan ciklus vrh-ravni.
3 Zaključak
Primena tehnologije distribuiranog skladištenja energije u komercijalnom i industrijskom sektoru pomaže u poboljšanju stabilnosti i sigurnosti mreže, može ublažiti problem razlike u vrhovima i dolinama snage, a istovremeno može pružiti pouzdaniji snabdevanje električnom energijom za korisnike. Komercijalni i industrijski korisnici su tipični scenariji primene distribuiranog skladištenja energije. Na osnovu uštede na troškovima električne energije i donošenju koristi korisnicima, takođe može efektivno poboljšati stopu potrošnje čistih izvora energije, efektivno smanjiti gubitke pri prenosu električne energije i doprineti ostvarenju "dvostruki karbonskih" ciljeva.
Sistem skladištenja energije može realizovati regulaciju snage na strani opterećenja kroz strategije punjenja i ispraznjenja baterija, uštedjeti troškove električne energije putem arbitraža razlike vrh-dolina, i dalje može proširiti koristi kroz saradnju sa odgovar na strani potrošača, upravljanje kapacitetom itd.
