Оперативний аналіз розподілених систем зберігання енергії для комерційного та промислового застосування поза лічильниками

Технологія зберігання енергії, яка є ключовим аспектом в галузі нової енергетики, зберігає електроенергію для регулювання пікових та мінімальних навантажень мережі. Розподілене зберігання енергії в комерційному/промисловому контексті знижує витрати за рахунок обрізання піків, підвищує стабільність мережі та зменшує дисбаланс між піками та провалами. Ця стаття досліджує її застосування для комерційних/промислових користувачів з точки зору сценаріїв та можливості.

1 Аналіз сценаріїв застосування
1.1 Аналіз потреб

Витрати на електроенергію домінують у комерційних/промислових енергетичних витратах, особливо для виробників — 10% - 20% загальних витрат для типових фірм, до 40% - 50% для плавильних заводів. Розподілене зберігання дозволяє обрізання піків, самопостачання та реакцію на стороні споживання, оптимізує структуру енергоспоживання, знижує витрати та підвищує конкурентоспроможність.

1.1.1 Обрізання піків та заповнення провалів

На основі шаблонів споживання користувачів та місцевих тарифів, використовуйте правильно розмірене зберігання. Заряджайте під час періодів з низькою вартістю (провали/плоскі періоди), розряджайте під час високих вартостей (піки) для зменшення пікових навантажень, уникнення закупівлі дорогої електроенергії та зниження витрат на електроенергію.

1.1.2 Самопостачання

Економічний ріст посилює потребу у міській електроенергії, що призводить до сезонних/періодичних дефіцитів. Для забезпечення стабільності мережі під час дефіцитів поставок або надзвичайних ситуацій, енергетичні компанії використовують порядкові схеми живлення, стимулюючи фірми зменшувати пікове навантаження або збільшувати споживання під час провалів.

1.1.3 Реакція на стороні споживання (DSR)

DSR, ключове рішення для напруженості поставок-споживання електроенергії, описує, як користувачі активно регулюють навантаження під час стимулювання. Вона дозволяє обрізання піків та заповнення провалів. Зі зростанням технологій розподіленого зберігання, пілотні проекти DSR розширюються. Провідні енергетичні компанії тепер випускають стимулювальні програми, підтверджуючи ринковий статус систем зберігання енергії.

1.2 Аналіз навантаження

Розподілене зберігання енергії в комерційному/промисловому секторі підходить для різноманітних сценаріїв та типів навантаження: денна зміна, трьохзмінне виробництво та навантаження з випадковими коливаннями.

1.2.1 Навантаження денного графіку

Крива навантаження є плавною: підйом до стабільного піку після початку роботи, потім падіння до провалу після завершення роботи. Наприклад, торговельний центр починає працювати о 8:00, пік від 9:00 до 18:00 (стабільний, низькі коливання), падіння після 18:00, провал о 22:00 - 8:00. Типові користувачі: торговельні комплекси, офіси, виробники з денним графіком. Піки збігаються з високими денними тарифами, провали з низькими ночними тарифами — ідеально для обрізання піків.
Типові користувачі: торговельні комплекси, офіси, виробники з денним графіком. Піки збігаються з високими денними тарифами, провали з низькими ночними тарифами — ідеально для обрізання піків.

1.2.2 Навантаження тризмінного виробництва

Неперервне навантаження 24/7 з невеликими коливаннями (наприклад, під час роботи обладнання/зміни матеріалів). Поширене в галузі видобутку/металургії, використовуючи обладнання 24 години (вентилятори, компресори). Фірми, зосереджені на виробництві, мають високі витрати та строгі вимоги до надійності, що підходить для зберігання для обрізання піків, самопостачання тощо. Оплата: двочастинна промислова (базова + енергетична). Проектування зберігання повинно враховувати вплив заряджання-розряджання на базові витрати.
Оплата: двочастинна промислова (базова + енергетична). Проектування зберігання повинно враховувати вплив заряджання-розряджання на базові витрати.

2.1.1 З'єднання низької напруги (продовження)

Метод з'єднання низької напруги має переваги, такі як проста схема з'єднання, низькі витрати на модернізацію та прості процедури. Однак, він вносить високі вимоги до коефіцієнта навантаження трансформатора та його здатності поглинати навантаження. Крім того, він працює лише для навантаження конкретного трансформатора і не може забезпечувати живлення для навантажень інших трансформаторів.

2.1.2 З'єднання високої напруги

З'єднання високої напруги означає, що система зберігання енергії, через вбудовану систему підвищення напруги, з'єднується з користувацьким 10kV шинопроводом на рівні 10kV. Це підходить для сценаріїв, коли існуючий трансформатор користувача не має додаткової ємності для заряджання системи зберігання, або коли є багато користувацьких трансформаторів з нерівномірним розподілом навантаження. Конкретний метод з'єднання показаний на рис. 2.

Переваги цього методу: заряджання системи зберігання не впливає на коефіцієнт навантаження трансформатора, немає обмежень на потужність заряджання, одночасне поглинання навантаження для багатьох трансформаторів, висока швидкість поглинання. Недоліки: високі витрати на систему зберігання енергії; необхідність високонапіжних модернізацій енергосистем користувачів (додаткові витрати на модернізацію); довгий та строгий процес для розширення/збільшення потужності у мережевих компаніях.

2.2 Стратегії заряджання та розряджання

Методи з'єднання визначають початкові витрати на будівництво системи зберігання енергії; стратегії заряджання та розряджання визначають доход. Стратегії змінюються відповідно до сценаріїв: наприклад, режим самопостачання розряджається під час обмежень або дефіцитів мережі; реакція на стороні споживання відповідає політикам енергетичних департаментів. Обрізання піків та заповнення провалів, ключовий випадок застосування в комерційному/промисловому секторі, вимагає проектування стратегій на основі періодів та цін часових тарифів.Стратегії змінюються відповідно до сценаріїв: наприклад, режим самопостачання розряджається під час обмежень або дефіцитів мережі; реакція на стороні споживання відповідає політикам енергетичних департаментів. Обрізання піків та заповнення провалів, ключовий випадок застосування в комерційному/промисловому секторі, вимагає проектування стратегій на основі періодів та цін часових тарифів.

2.2.1 Часові тарифи

Візьмемо, як приклад, великі промислові тарифи 110kV провінції; деталі в таблиці 1.

2.2.2 Аналіз стратегій заряджання та розряджання

Аналізуючи ціни на електроенергію за часом, є один провал, два плоских періоди та два пікових періоди щодня. Для системи зберігання енергії, використання стратегії заряджання двічі та розряджання двічі на день дає найкращу економічну ефективність, що включає один цикл пік-провал і один цикл пік-плоский.

3 Висновок

Застосування технології розподіленого зберігання енергії в комерційному та промисловому секторі допомагає покращити стабільність та безпеку електроенергетичної мережі, може знизити проблему різниці між піками та провалами, а також може забезпечити більш надійне живлення для користувачів. Комерційний та промисловий сектор є типовим сценарієм застосування розподіленого зберігання енергії. На основі збереження витрат на електроенергію та отримання вигод для користувачів, це також може ефективно підвищити ступінь використання чистої енергії, ефективно знизити втрати при передачі електроенергії та допомогти досягти цілей "подвійного вуглецю".

Система зберігання енергії може реалізовувати регулювання потужності на стороні навантаження через стратегії заряджання-розряджання батарей, економити витрати на електроенергію, арбітражуючи різницю цін пік-провал, та може подальше розширити вигоди, співпрацюючи з реакцією на стороні споживання, управлінням потужності тощо.