Phân tích hoạt động của hệ thống lưu trữ năng lượng phân tán cho ứng dụng phía sau đồng hồ đo thương mại và công nghiệp

Công nghệ lưu trữ năng lượng, một điểm nhấn trong năng lượng mới, lưu trữ điện để điều chỉnh cung cấp đỉnh/trũng cho lưới điện. Lưu trữ năng lượng phân tán trong bối cảnh thương mại/công nghiệp giúp giảm chi phí thông qua việc cắt đỉnh, tăng cường ổn định lưới điện và giảm sự mất cân đối đỉnh-trũng. Bài viết này khám phá ứng dụng của nó cho người dùng thương mại/công nghiệp từ các kịch bản và tính khả thi.

1 Phân tích Kịch bản Ứng dụng
1.1 Phân tích Nhu cầu

Chi phí điện chiếm phần lớn chi phí năng lượng của ngành thương mại/công nghiệp, đặc biệt là cho các nhà sản xuất—10% - 20% tổng chi phí cho các doanh nghiệp thông thường, lên đến 40% - 50% cho các nhà máy luyện kim. Lưu trữ phân tán cho phép cắt đỉnh, tự cung cấp và phản ứng theo yêu cầu, tối ưu hóa cấu trúc năng lượng, giảm tiêu thụ và tăng cường sức cạnh tranh.

1.1.1 Cắt đỉnh & Điền trũng

Dựa trên mô hình tiêu thụ của người dùng và giá điện địa phương, triển khai lưu trữ có kích thước phù hợp. Sạc vào thời gian trũng hoặc phẳng có giá thấp, xả vào thời gian đỉnh có giá cao để giảm tải đỉnh, tránh mua điện đắt đỏ và giảm chi phí điện.

1.1.2 Tự cung cấp

Sự phát triển kinh tế thúc đẩy nhu cầu điện ở đô thị, tạo ra tình trạng thiếu hụt theo mùa/vị trí. Để đảm bảo ổn định lưới điện trong thời gian thiếu hụt hoặc khẩn cấp, các công ty điện sử dụng các chương trình điện có thứ tự, khuyến khích các doanh nghiệp giảm nhu cầu đỉnh hoặc tăng tiêu thụ trong thời gian trũng.

1.1.3 Phản ứng theo Yêu cầu (DSR)

DSR, giải pháp chính cho căng thẳng cung-cầu điện, mô tả việc người dùng chủ động điều chỉnh tải điện dưới sự khuyến khích. Nó cho phép cắt đỉnh/điền trũng. Với sự tiến bộ của lưu trữ phân tán, các thí điểm DSR đang mở rộng. Các công ty điện tỉnh hiện nay ban hành các chương trình khuyến khích, củng cố vị thế thị trường của lưu trữ năng lượng’.

1.2 Phân tích Tải

Lưu trữ phân tán thương mại/công nghiệp phù hợp với nhiều kịch bản và loại tải: ca làm việc ngày, sản xuất ba ca, và tải biến đổi ngẫu nhiên.

1.2.1 Tải Ca Làm Việc Ngày

Đường cong tải mượt mà: tăng lên đỉnh ổn định sau khi bắt đầu làm việc, sau đó giảm xuống trũng sau giờ làm. Ví dụ, một trung tâm mua sắm tăng lên lúc 8:00 sáng, đạt đỉnh từ 9:00 sáng–6:00 chiều (ổn định, ít biến động), giảm sau 6:00 chiều, và đạt trũng từ 10:00 tối–8:00 sáng.
Người dùng điển hình: phức hợp thương mại, văn phòng, nhà sản xuất ca ngày. Đỉnh trùng với giá điện cao ban ngày, trũng với giá điện thấp ban đêm—hoàn hảo cho việc cắt đỉnh.

1.2.2 Tải Sản Xuất Ba Ca

Tải liên tục 24/7 với biến động nhỏ (ví dụ, trong quá trình vận hành thiết bị/thay đổi vật liệu). Thường gặp trong khai thác/mỏ, sử dụng thiết bị 24h (quạt, máy nén). Các doanh nghiệp tập trung vào sản xuất phải đối mặt với chi phí cao và yêu cầu tin cậy nghiêm ngặt, phù hợp với lưu trữ để cắt đỉnh, tự cung cấp, v.v.
Kế toán: hai phần công nghiệp (cơ bản + phí năng lượng). Thiết kế lưu trữ phải tính đến tác động của sạc-xả lên phí cơ bản.

2.1.1 Kết nối Áp suất Thấp (Tiếp theo)

Phương pháp kết nối áp suất thấp có những ưu điểm như sơ đồ kết nối đơn giản, chi phí cải tạo thấp và thủ tục đơn giản. Tuy nhiên, nó đặt ra yêu cầu tương đối cao về tỷ lệ tải của biến áp và khả năng hấp thụ tải. Hơn nữa, nó chỉ hoạt động cho tải của biến áp cụ thể và không thể cung cấp điện cho tải của các biến áp khác.

2.1.2 Kết nối Áp suất Cao

Kết nối áp suất cao có nghĩa là hệ thống lưu trữ năng lượng, thông qua hệ thống tăng áp tích hợp, kết nối với bus 10kV của người dùng ở mức điện áp 10kV. Nó phù hợp với các kịch bản khi biến áp hiện tại của người dùng không có dung lượng dư cho việc sạc lưu trữ, hoặc khi có nhiều biến áp của người dùng với phân phối tải không đồng đều. Phương pháp đấu dây cụ thể được hiển thị trong Hình 2.

Ưu điểm của phương pháp này: sạc lưu trữ không bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ tải của biến áp, công suất sạc không hạn chế, hấp thụ tải đồng thời cho nhiều biến áp, và tỷ lệ hấp thụ cao. Nhược điểm: chi phí hệ thống lưu trữ năng lượng cao hơn; cần cải tạo áp suất cao cho hệ thống điện của người dùng (thêm chi phí cải tạo); và quy trình dài hơn, nghiêm ngặt hơn cho việc mở rộng/cập nhật công suất tại các công ty lưới điện.

2.2 Chiến lược Sạc và Xả

Phương pháp kết nối quyết định chi phí xây dựng ban đầu của lưu trữ năng lượng; chiến lược sạc/xả quyết định doanh thu.Chiến lược thay đổi theo kịch bản: ví dụ, chế độ tự cung cấp xả điện trong thời gian hạn chế/siêu thiếu; phản ứng theo yêu cầu tuân theo chính sách của bộ phận điện. Cắt đỉnh/điền trũng, trường hợp sử dụng chính trong thương mại/công nghiệp, yêu cầu thiết kế chiến lược dựa trên các giai đoạn và giá biểu giá theo thời gian.

2.2.1 Biểu Giá Theo Thời Gian Sử Dụng

Lấy biểu giá công nghiệp lớn 110kV của một tỉnh làm ví dụ; chi tiết trong Bảng 1.

2.2.2 Phân tích Chiến lược Sạc và Xả

Bằng cách phân tích giá điện theo thời gian, mỗi ngày có một giai đoạn trũng, hai giai đoạn phẳng, và hai giai đoạn đỉnh. Đối với hệ thống lưu trữ năng lượng, việc áp dụng chiến lược sạc hai lần và xả hai lần mỗi ngày mang lại hiệu quả kinh tế tốt nhất, bao gồm một chu kỳ đỉnh-trũng và một chu kỳ đỉnh-phẳng.

3 Kết luận

Ứng dụng công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán trong lĩnh vực thương mại và công nghiệp giúp cải thiện sự ổn định và an toàn của lưới điện, có thể giảm thiểu vấn đề chênh lệch đỉnh-trũng, và đồng thời, có thể cung cấp nguồn điện đáng tin cậy hơn cho người dùng. Bên người dùng thương mại và công nghiệp là kịch bản ứng dụng điển hình cho lưu trữ năng lượng phân tán. Trên cơ sở tiết kiệm chi phí điện và mang lại lợi ích cho người dùng, nó cũng có thể hiệu quả cải thiện tỷ lệ tiêu thụ năng lượng sạch, giảm hiệu quả tổn thất truyền tải điện, và đóng góp vào việc thực hiện mục tiêu "hai carbon".

Hệ thống lưu trữ năng lượng có thể thực hiện điều chỉnh điện trên phía tải thông qua chiến lược sạc và xả pin, tiết kiệm chi phí điện bằng cách chênh lệch giá đỉnh-trũng, và có thể mở rộng lợi ích hơn nữa thông qua hợp tác với phản ứng theo yêu cầu, quản lý công suất, v.v.