Nuolat didėjant nestabilios naujos energijos, tokios kaip vėjo energija ir fotoelektros, dalis elektros tinkle, tradicinės šiluminės energijos generavimo dažnio reguliavimo galimybės pamažu nesugeba patenkinti elektros tinklo stabilumo reikalavimų. Energijos kaupimo konteineriai tapo „naujuoju„ Power Grid “pagalbinių paslaugų rinkos„ naujuoju numylėtiniu “su milisekundės reakcijos greičiu, aukšto ciklo tarnavimo laiku ir lanksčiomis diegimo charakteristikomis. Jie vaidina nepakeičiamą vaidmenį pirminio dažnio reguliavime, antrinio dažnio reguliavime, smailės skutimosi ir slėnio užpildyme bei iš naujo apibrėžia stabilų galios sistemos valdymo režimą.
1 milisekundžių lygio atsakas: „greitaeigis reguliatorius“, skirtas elektros tinklo dažnio reguliavimui
Elektros tinklo dažnio stabilumas (50Hz ± 0,2Hz Kinijoje) yra pagrindinis saugaus energijos sistemos veikimo rodiklis. Kai staiga padidėja apkrova arba smarkiai sumažėja naujos energijos išėjimas, dažnis akimirksniu nukrypsta nuo standartinės vertės. Jei jis nebus pakoreguotas laiku, tai gali sukelti didelio masto elektros energijos tiekimo nutraukimą. Tradicinių šiluminės galios vienetų dažnio reakcijos laikas paprastai yra 10–30 sekundžių, o energijos kaupimo talpyklų reakcijos greitis gali būti net 50 milisekundžių, tai yra daugiau nei 200 kartų didesnis nei šiluminės galios vienetų. Jie gali greitai įsikišti į ankstyvąsias dažnio svyravimų stadijas ir slopinti nukrypimų plėtrą.
Dažnio reguliavime energijos kaupimo konteineris imituoja sinchroninio generatoriaus inercijos charakteristikas per „virtualią inercijos valdymą“. Kai elektros tinklo dažnio pokyčio greitis viršija 0,1Hz/s, energijos kaupimo sistema automatiškai išskiria arba sugeria aktyvią galią. Kiekviena 100mW/20mWh energijos kaupimo konteinerių grupė gali suteikti 50 MW momentinių reguliavimo galimybių, lygiaverčiams dviejų 300 MW galios šiluminės galios vienetų dažnio moduliacijai. Energijos kaupimo konteinerių projektas, palaikantis milijoną kilovatų vėjo jėgainių parko Jiangsu, padidino vėjo elektros tinklo jungties dažnio kvalifikacijos greitį nuo 98,5% iki 99,9%, per dažnio reguliavimo paslaugą, o tai sumažina daugiau nei 3 milijonų juanių baudas, nes dažnis viršija standartą.
Antrinis dažnio reguliavimas patikrina nuolatinį energijos kaupimo sistemos reguliavimo gebėjimą. Energijos kaupimo konteineriai turi išlaikyti stabilią galios išėjimą per 1-5 minutes pagal tinklo išsiuntimo instrukcijas, kad būtų kompensuoti likę nuokrypiai po dažnio reguliavimo. Konteineris priima hibridinį „ličio geležies fosfato+superkondensatoriaus“ energijos kaupimo sprendimą, kuris gali subalansuoti energijos tankį ir galios tankį: Superkondensatorius yra atsakingas už didelio galingumo poveikį per pirmąsias 10 sekundžių, o ličio akumuliatorius pasiekia nuolatinį reguliavimą, todėl porinio dažnio reakcijos tikslumas yra 20mWh Energijos kaupimo sistema.
2 SKAIRO SKRANDINIMAS IR Slėnio užpildymas: „Energijos arbitražo ekspertas“ elektros energijos rinkoje
Elektros energijos rinkoje, kur yra didelis skirtumas tarp piko ir slėnio elektros kainų, energijos kaupimo konteineriai gali suteikti tiek skutimosi smailės, tiek slėnio užpildymą elektros tinkle, taip pat stabilią grąžą investuotojams per arbitražo modelį „Slėnio įkrovimo ir didžiausio išmetimo“. Laikydami Šanchajus kaip pavyzdį, 2024 m. Elektros kaina piko valandomis (10: 00-11: 00, 14: 00-15: 00) pasieks 1,2 juanių/kWh, o ne piko valandomis (0: 00–7: 00) bus tik 0,25 juanių/kWh, o kainų skirtumas bus beveik 5 kartus. 100 mwh Energijos kaupimo konteinerių grupė gali baigti vieną įkrovimo ir išmetimo ciklą per dieną, kurio dienos pelnas yra apie 80000 juanių po nuostolių, o metinis pelnas, viršijantis 29 milijonus juanių. Investicijų atsipirkimo laikotarpis gali būti kontroliuojamas per 5–6 metus.
Reaguojant į „vėjo ir saulės energijos sutrumpinimo“ reiškinį, kurį sukelia greitas naujos energijos vystymasis, energijos kaupimo konteineriai gali būti įkrauti fotoelektrinės išvesties vidurdienio smailėje ir išleidžiami vakarinės apkrovos metu, pagerinant švarios energijos absorbcijos greitį. 500 mwh energijos kaupimo konteinerių projektas, palaikantis fotoelektrinę bazę Gansu, gali padidinti kasmetinį fotoelektrinį suvartojimą 120 milijonų kWh, sumažinti sumažinimo greitį nuo 15% iki mažesnio nei 5% ir užtikrinti 100 MW galios skutimosi galią elektros tinklui, gaudami skutimosi subsidijas maždaug 20 milijonų juanių per metus.
„Talpa Backup“ paslaugos yra dar vienas pajamų šaltinis energijos kaupimo konteineriams. Per didžiausio elektros tinklo apkrovos laikotarpius energijos kaupimo sistema yra atsarginis maitinimo šaltinis, kad būtų išlaikyta karšto budėjimo būsena, pasirengusi bet kuriuo metu reaguoti į maitinimo šaltinio trūkumą ir gauti subsidijas, atsižvelgiant į atsarginę talpą. 20mWh energijos kaupimo konteineris pramoniniame parke Guangdonge gali gauti papildomų 1,2 mln. Juanių metinių pajamų, dalyvaudamas talpos rezervato rinkoje, o tai prilygsta 0,15 juanių elektros energijos sąnaudų sumažinimui per kilovatvalandę.
3 Modulinė klasteris: tinklelio pagalbinių paslaugų „elastinis korpusas“
Moduliniai energijos kaupimo konteinerių pobūdis leidžia jiems greitai suformuoti „dažnio reguliavimo grupes“ ir lanksčiai koreguoja savo skalę pagal elektros tinklo poreikius. Vienas 20 pėdų konteineris gali suteikti 5–10 mln. Energijos kaupimo pajėgumų. Naudodamiesi klasterių valdymo technologija, šimtai konteinerių gali sudaryti GWh lygio energijos kaupimo jėgainę, atsakydami į didelio masto maitinimo reguliavimo poreikius. „Vistra“ energijos kaupimo projektą Teksase, JAV, sudaro 1,2 GWH sistema, susidedanti iš 400 energijos kaupimo konteinerių. Per didžiausią elektros energijos suvartojimo laikotarpį 2023 m. Vasarą jis teiks dažnio reguliavimo paslaugas daugiau nei 500 kartų per dieną, stabilizuodamas vietinio elektros tinklo dažnį.
Klasterių valdymo technologijos esmė yra virtualios elektrinės (VPP) valdymo platforma. Platforma renka realaus laiko SOC (įkrovos būseną), galios išvestį ir kitus kiekvieno konteinerio duomenis per 5G ryšį. Naudojant numatomo modelio valdymo algoritmus, jis subalansuoja kiekvieno konteinerio įkrovimo ir išleidimo laiką, vykdydamas tinklelio instrukcijas, taip padidindamas bendrą klasterio gyvenimo trukmę 10%. Vykdydamas tam tikros provincijos elektros tinklo energijos kaupimo klasterių projektą, VPP platforma kontroliavo 100 konteinerių įkrovimo ir išleidimo skirtumus per 5%, išvengiant per anksti pasitraukti iš individualios įrangos dėl per didelio naudojimo.
„Black Start“ galimybė yra pagrindinė energijos kaupimo konteinerių klasterių garantija. Kai elektros tinkle yra didelis elektros energijos tiekimo nutraukimas, energijos kaupimo klasteris gali būti juodas pradžios energijos šaltinis, kad būtų galima tiekti energiją pagalbinei įrangai šiluminėse elektrinėse ir hidroelektrinėse, padedant pagrindiniam energijos šaltiniui atnaujinti veikimą. Tam tikros energijos kaupimo elektrinės Zhejiango provincijoje 100 mwh konteinerių klasteris buvo patikrintas atliekant „Black Start“ bandymus, kad per 30 minučių būtų suteikta dviejų 600 MW šiluminės galios įrenginių paleidimo energija, sutrumpindamas elektros tinklo atkūrimo laiką iki mažiau nei 2 valandų ir sumažinant ją 4 valandas, palyginti su tradicinėmis juodosios pradžios schemomis.
Plačiai paplitęs energijos kaupimo konteinerių pritaikymas tinklelio pagalbinių paslaugų srityje žymi energijos sistemos transformaciją iš „šaltinio po apkrovos“ į „Šaltinio tinklo apkrovos laikymo koordinavimą“. Šie lankstūs „energetikos reguliavimo institucijos“ ne tik padidina elektros tinklo stabilumą ir galimybę absorbuoti naują energiją, bet ir įgyti didelę naudą dalyvaudami elektros energijos rinkoje, sudarydami naudingą „socialinės naudos+ekonominės naudos“ modelį, suteikdamas pagrindinę paramą naujų energijos sistemų statybai.