Análise de comparação de grade - formação e grade - seguindo o armazenamento de energia

Fonte: https://zhuanlan.zhihu.com/p/29905526972

Este artigo se concentra na comparação entre a grade - formação e a grade - após o armazenamento de energia. Ele elabora seus princípios técnicos, métodos de controle, características operacionais, cenários de aplicação e tendência de desenvolvimento. O objetivo é fornecer uma compreensão abrangente desses dois tipos de armazenamento de energia para profissionais relevantes e oferecer referências para a seleção e aplicação de tecnologias de armazenamento de energia em diferentes cenários do sistema de energia.

1. Princípio técnico

Grade - formando armazenamento de energia: Ao simular as características operacionais dos geradores síncronos tradicionais, ele fornece ativamente suporte de tensão e frequência para a grade de energia. Ele pode fornecer independentemente energia estável à carga quando a grade de energia não existe ou é instável. O sistema de armazenamento de energia da grade - é essencialmente uma fonte de tensão que pode definir parâmetros de tensão internamente e saída de tensão e frequência estável¹.

Grade - Após o armazenamento de energia: opera confiando na tensão e frequência da grade de energia e é sincronizado com a grade através da fase - loop bloqueado (PLL). Grid - Seguindo os sistemas de armazenamento de energia são essencialmente fontes atuais e não podem fornecer suporte de tensão e frequência por si só. Eles devem confiar na tensão e frequência da grade de energia¹.

2.Controle de estratégia

Grade - formando armazenamento de energia: adota uma estratégia de sincronização de energia semelhante à de um gerador síncrono, regulando a saída de energia ativa e reativa ajustando o ângulo de fase e a amplitude da tensão de saída. O conversor estruturado da grade - pode operar no modo de grade paralelo ou desligado -. Quando complementado com componentes de armazenamento de energia ou capacidade de backup reservada, o conversor estruturado da grade - também pode fornecer inércia virtual e amortecimento para o sistema².

Grade - Após o armazenamento de energia: sua estratégia de controle é obter a fase da grade de energia através de uma fase - loop bloqueado para controlar a amplitude e o ângulo de fase da corrente injetada na grade de energia. A grade - a seguir os conversores depende da grade de energia e deve operar em paralelo. Eles não podem fornecer suporte de tensão e frequência por si só².

3. Características operacionais

3.1Grid - formando armazenamento de energia

Capacidade de sobrecarga: a grade - Tipo Sistema de armazenamento de energia tem a capacidade de operar continuamente por um longo tempo em uma corrente alternada de 110% da corrente nominal. Com 120% da corrente nominal, o tempo de operação contínuo não deve ser inferior a 2 minutos. A 150% da corrente nominal, o tempo de operação contínuo não deve ser inferior a 1 minuto e, a 300% da corrente nominal, o tempo de operação contínuo deve ser inferior a 10 segundos³.

Suporte de tensão ativa: participe da regulação dinâmica de tensão do sistema de energia e forneça suporte de energia reativo a termo curto - durante o período transitório do sistema. Grid - Tipo Sistemas de armazenamento de energia possuem características de regulação de energia ativa semelhantes às dos geradores síncronos e também têm a capacidade de regular o potencial de energia interna e a tensão de energia reativa³.

Curto - Suporte de corrente do circuito: grade - O armazenamento de energia do tipo deve fornecer uma certa corrente curta -}, e sua capacidade de sobrecarga deve ser inferior a três vezes a corrente nominal. O tempo de operação contínuo de sobrecarga não deve ser inferior a 10 segundos. A capacidade de suporte de circuito curta - da grade - armazenamento de energia estruturado pode ser alcançado por vários meios, como melhorar a capacidade dos conversores e paralelo a várias unidades. Quando várias máquinas estão operando em paralelo, a corrente circulante da máquina comum é inferior a 5%³.

3.2Grid - seguindo o armazenamento de energia

Dependente dos sinais da grade: seu controle depende dos sinais de frequência e tensão da rede de energia para regulamentação. Isso significa que na grade - após o armazenamento de energia, a grade de energia é a parte "principal" e o sistema de armazenamento de energia serve apenas como um regulador suplementar para a grade de energia⁴.

Regulação de energia: usada principalmente para regulação de frequência, balanceamento de carga, ajuste de frequência, barbear de pico, etc. Na rede elétrica, ajudando a grade de energia a manter a estabilidade quando a demanda flutua ou a geração de energia renovável é instável⁴.

4. Vestrênios e fraquezas

4.1Grid - formando armazenamento de energia

Vantagens: ele tem a capacidade de ajustar sua saída em tempo real, mobilizando sua própria operação sem fonte de alimentação externa. Ao ajustar a saída de energia, mantém a saída de tensão, forma uma conexão de grade de fonte de tensão e mantém o sistema estável. Além disso, em uma grade de energia fraca sem uma fonte de tensão rígida, ela pode formar uma grade de energia independente⁵.

Desvantagem: a capacidade de sobrecorrente da grade - A formação de PCs aumenta de 1,5 vezes para 3,0 vezes, portanto, o custo é significativamente maior que o da grade -⁵.

4.2Grid - seguindo o armazenamento de energia

Vantagens: a estrutura de controle é simples e a fase -} tecnologia de loop bloqueada é relativamente madura no momento. Portanto, o sistema pode ser controlado sob a condição de que a corrente e o ponto de potência máxima do sistema sejam determinados⁵.

Desvantagens: Embora a fase -} a tecnologia de loop bloqueada dependente do controle seja relativamente maduro, ela ainda adquire passivamente os valores de referência de frequência e tensão estáveis ​​fornecidos pela rede de energia para operar normalmente. Além disso, a estabilidade de seu próprio loop de controle é mais fraco que o da grade - formando loops de armazenamento de energia e não pode desempenhar um papel ativo no suporte ao sistema⁵.

5. cenários de aplicativo

5.1Grid - formando armazenamento de energia

Grades de energia fraca ou áreas no final das grades de energia: a estrutura regional da grade de energia é relativamente fraca, com capacidade limitada de regulação transitória. A nova energia é abundante, mas a demanda de carga é baixa, tornando propensas a problemas de estabilidade. Grade - A formação de armazenamento de energia pode efetivamente aumentar a força dessas grades de energia fraca, melhorar a grade - facilidade e capacidade de carga de nova energia⁶.

Fonte: http://xz.people.com.cn/n2/2024/1111/c138901-41037675.html

Island microgrid operation: For islands far from the mainland, remote mining areas, border guard posts, and certain industrial parks that require island operation, grid-type energy storage can be used as the main power source to independently form a stable microgrid and operate in coordination with other power sources such as photovoltaic and diesel generators to ensure reliable power supply⁶.

Fonte: http://www.cnnes.cc/hangye/20240604/8166.html

Alta proporção de nova transmissão de base de energia: em grandes -} escala de eólica integrada, bases de armazenamento solar, térmico e de energia ou usinas de armazenamento de energia compartilhada, a configuração da grade -} Tipo de armazenamento de energia pode resolver o problema de estabilidade da transmissão de energia-}} altura, como a ULL, como a ULL como a eficiência e a eficiência}}}, a altos canais de transmissão como a ULUM…⁶.

Fonte: https://www.hoenergyPower.cn/news_1/12.html

Forneça serviços auxiliares da grade: No mercado futuro de energia, a grade - formando armazenamento de energia pode participar de serviços auxiliares, como regulação da frequência primária, resposta de inércia e suporte de energia reativo em virtude de sua rápida capacitação de regulamentação e múltiplas funções de suporte, e obtenha lucros⁶.

5.2 grade - seguindo o armazenamento de energia

Regulação da frequência da grade e barbear de pico: pode responder rapidamente a mudanças na frequência e carga da grade e ajustar a liberação de energia elétrica armazenada⁴.

Regulação da frequência da grade de energia: Ao operar em sincronização com a rede de energia, ele fornece suporte imediato para flutuações na frequência da grade de energia⁴.

Balanceamento de carga: fornecendo suporte de energia durante os períodos de pico de demanda de eletricidade para reduzir o ônus da rede elétrica⁴.

No geral, a grade - após o armazenamento de energia é adequada para cenários de aplicação em que a estabilidade da grade é relativamente boa e não é necessário suporte adicional de tensão e frequência. Por exemplo, em grandes grades de energia urbana, devido ao poço - desenvolveu estrutura da grade e alta estabilidade, a grade - seguindo sistemas de armazenamento de energia pode suplementar efetivamente a carga da grade e aumentar a confiabilidade da fonte de alimentação¹.

6. Tendências de desenvolvimento

Com o aumento contínuo da taxa de penetração de nova energia, a transformação de "Após a grade" para "Construir a grade" tornou -se um consenso na indústria e também é uma das tendências futuras de desenvolvimento da tecnologia de armazenamento de energia⁷.

Como uma tecnologia emergente, a grade - armazenamento estruturado de energia ainda está no estágio exploratório da indústria, enfrentando desafios como altas barreiras técnicas, altos custos e a falta de padrões unificados⁷.

Grade - A formação da tecnologia de armazenamento de energia é uma necessidade essencial de apoiar a construção de um novo sistema de energia. Para enfrentar os desafios trazidos pela grade de potência "dupla -} alta" (alta proporção de energia limpa e alta proporção de dispositivos eletrônicos de potência), como aleatoriedade, volatilidade, baixa inércia e discretização na geração de energia, a grade - é necessária uma tecnologia necessária para apoiar a estabilidade da frequência, a volta, a estabilidade, -}, é necessária uma tecnologia para fornecer a frequência de estabilidade, volta, volta, volta -}, é necessária uma tecnologia de estabilidade na frequência, volta, volta, potência, -}, é necessária para apoiar a estabilidade da frequência, a estabilidade, a estabilidade, a estabilidade, -}.⁷.

No futuro, com o avanço da tecnologia e a redução dos custos, espera -se que os sistemas de armazenamento de energia estruturados de grade - sejam aplicados em mais regiões e se torne uma das principais tecnologias para a transição do sistema de energia para uma proporção mais alta de energia renovável⁷.

1.CSDN, "Diferença de triangulação entre armazenamento de energia e com armazenamento de energia líquido" https://blog.csdn.net/sean9169/article/details/146165002

2. Zhihu, "Type Structure Control Technology" https://zhuanlan.zhihu.com/p/684706863

3. Rede de armazenamento de energia da China, "Quais são os princípios e indicadores técnicos da grade - armazenamento de energia estruturada?" https://www.escn.com.cn/news/show-2121742.html

4. Rede Internacional de Armazenamento de Energia, "Com tipo de armazenamento de energia e armazenamento de rede de energia" https://www.chu21.com/html/chunengy-42328.shtml

5. A rede de energia, "Contraste é aralisada e com tecnologia de armazenamento de energia líquido" https://www.dianyuan.com/bbs/2738370.html

6. Indústria de rede de armazenamento, "Armazenamento de energia do tipo líquido: pedra fundamental estável da futura grade de energia" https://www.chujiewang.net/cxw/col133/9327

7. Power Grid, "Interpretação abrangente da grade - seguinte e grade - Formando armazenamento de energia: comparação de tecnologia e tendências futuras" http://www.chinapower.com.cn/chuneng/dongtai1/20240627/251593.