BESS off-grid enerji sistemlərinin sabitliyini yaxşılaşdıra bilərmi?

Şəbəkədən kənar sabitlik üçün BESS əsasları

Niyə şəbəkədən kənar sistemlər zəifdir: Şəbəkə inertiyasının olmaması və sınıq keçidin dayanıqlılığının məhdudluğu

Şəbəkədən asılı olmayan sistemlərdə adi elektrik şəbəkələrindəki böyük fırlanan generatorlardan gələn eyni növ fırlanma inertiyası yoxdur. Bu inertiyaya sistemin bir növ şok uducusu kimi çıxış etməsi imkanı verir və tələbatda anidən baş verən dəyişikliklər və ya enerji istehsalında gözlənilmədən azalma hallarında sistemin sabit qalmasına kömək edir. Bu təbii tampon mövcud olmadıqda kiçik problemlər tez bir zamanda idarə olunmayan vəziyyətə çevrilə bilər, bu da tezlik səviyyələrinin təhlükəli dərəcədə sürətlə dalğalanmasına səbəb olur. Vəziyyəti daha da pisləşdirən isə çoxsaylı şəbəkədən asılı olmayan qurğuların belə adlanan qısa qapanma keçmə qabiliyyətinə (fault ride through capability) sahib olmamasıdır. Standart təhlükəsizlik protokolları, gərginlikdə düşmə və ya qısa müddətli tezlik dalğalanması hallarında invertorları söndürməyə və ya müəyyən yüklərə verilən enerjini kəsməyə meyllidir, əksinə mümkün qədər bütün sistemləri işlətməyə çalışırlar. Bu xüsusi olaraq uzaq bölgələrdə problem yaradır, çünki orada yaxın ətrafda alternativ enerji mənbələri sadəcə mövcud deyil. Nəticədə bu kiçik pozuntular tez-tez tam qaranlıq vəziyyətlərinə çevrilir. Bütün bu daxili zəifliklər səbəbindən, şəbəkədən asılı olmayan əməliyyatlara uzun müddət ərzində həm etibarlı, həm də davamlı qalmasını təmin etmək üçün xüsusi stabilizasiya tədbirləri əvvəlcədən nəzərdə tutulmalıdır.

Əsas BESS imkanları: Tez cavab vermə, iki istiqamətli güc axını və enerjinin zamanda köçürülməsi

BESS sistemləri bu problemlərlə üç əsas yolla mübarizə aparır ki, bu da əslində böyük fərq yaradır. İlk növbədə qeyd etmək lazımdır ki, onlar çox sürətli reaksiya verirlər. Çox vaxt cavab vermə müddəti 100 millisaniyədən az olur. Bu sürət onlara tez-tezliklər normaldan kənara çıxmağa başlayanda dərhal güc verə bilməyə və ya udmağa imkan verir; beləliklə, potensial sistem qeyri-sabitliyi özünü göstərməzdən əvvəl onu dayandırmaq mümkündür. Başqa bir vacib xüsusiyyət isə onların gücün hər iki istiqamətdə hərəkət etdirə bilməsidir. Bu, yüklənmə və boşalma rejimləri arasında real vaxtda pərələr kimi çevrilmə deməkdir; bu da bərpa olunan enerji mənbələrinin dalğalanmalarını istehlakçıların dəyişən ehtiyaclarına uyğunlaşdırmaqda kömək edir. Sonra isə günəş panelləri və ya külək turbinlərindən əlavə enerjinin saxlanılması mövzusu gəlir — bu, elektrik enerjisinə xüsusi tələbat olmayan dövrlərdə baş verir. Saxlanılan bu enerji pik yük dövrlərində və ya külək əsmədiyi, günəş işıqlandırmadığı zamanlarda çox faydalıdır. 2023-cü ildə Mikroşəbəkə İnstitutu ilə NREL tərəfindən aparılan bəzi son tədqiqatlara görə, bu yanaşma izolyasiyalı cəmiyyətlərdə (öz mikroşəbəkələri olan) dizel generatorlardan istifadəni təxminən %30–50 azaldır.

BESS ilə təmin olunan tezlik və gərginlik stabilizasiyası

Sintetik inertsiya və droop idarəetmə: İnvertorla idarə olunan mikroşəbəkələr üçün kompensasiya

İnvertor əsaslı mikroşəbəkələr, xüsusilə bərpa olunan enerji mənbələrinin off-grid quruluşda üstünlük təşkil etdiyi sahələrdə daha çox yayılmaqdadır. Bu sistemlərin ənənəvi şəbəkələrdə olduğu kimi təbii fırlanma inertiyası yoxdur; ona görə də generasiya edilən və istifadə olunan enerji arasında balanssızlıq yarandıqda anidən baş verən tezlik dəyişikliklərinə qarşı çox həssasdırlar. Batareya Enerji Saxlama Sistemləri (BESS) sintetik inertiyaya bənzər bir funksiya yerinə yetirərək bu problemə kömək edir. Əsasən, güclü elektronika cihazları tezlik dəyişikliklərini — yəni Tezlik Dəyişmə Nisbətini (RoCoF) — aşkar edir və sonra bu dəyişikliklərə cavab olaraq sistemin içindəki güclü elektronika cihazları ya sistemə sürətlə güc verir, ya da sistemdən sürətlə güc götürür; nəticədə RoCoF sürəti idarəetməsiz sistemlərə nisbətən yarıdan çox azalır. Bundan əlavə, müxtəlif enerji mənbələrinin iş yükünü avtomatik olaraq bölüşdürülməsinə imkan verən bir idarəetmə üsulu — 'droop idarəetməsi' — mövcuddur. Tezlik aşağı düşdükdə batareyalar saxlanılan enerjini buraxaraq sistemi stabilizasiya edirlər. Əks halda, yəni sistemdə artıq enerji olduqda isə onu udurlar. Bütün bu xüsusiyyətlər birgə işləyərək klassik sinxron maşınların gördüyü kimi funksiyalar yerinə yetirir və generatorlar çıxıb getdikdə və ya yüklər anidə dəyişdikdə belə, əksər hallarda insan müdaxiləsi tələb etmədən bütün sistemin səlis işləməsini təmin edirlər.

Dinamik reaktiv güc dəstəyi və BESS EMS vasitəsilə aktiv gərginlik tənzimlənməsi

Gərginlik qeyri-sabitliyi, külək və günəş enerjisi kimi bərpa olunan mənbələrə çox güvənən bir çox şəbəkədən kənar sistemləri davamlı olaraq təhdid edir. Ənənəvi gərginlik tənzimləyiciləri sadəcə bu sistemlərdə müşahidə olunan sürətli dəyişiklikləri idarə etmək üçün hazırlanmamışdır. Batareya Enerji Saxlama Sistemləri (BESS) və irəli səviyyəli Enerji İdarəetmə Sistemləri (EMS) bu problemi effektiv həll edir. Bu sistemlər adi güc axınından asılı olmayaraq dinamik reaktiv güc dəstəyi təmin edir. EMS şəbəkədə baş verənləri daim izləyir və gərginlik düşmələri, zirvələri və ya qeyri-adi dalğa formalı problemləri demək olar ki, dərhal həll etmək üçün tutumlu və ya induktiv VAR-ları işə sala bilir. Günəş enerjisi istehsalında anidən baş verən düşmələr və ya güclü külək püskürmələri zamanı sistem reaktiv gücü tamponlayır. Həmçinin, sistem istənməyən harmonikları süzür və gərginlikləri normal səviyyənin təxminən ±2% daxilində sabit saxlamaq üçün avtomatik olaraq uyğunlaşır; bunun üçün ehtiyac halında rezerv dizel generatorların işə salınmasına ehtiyac yoxdur. IEEE PES Mikroşəbəkə Komitəsinin hesabatlarına görə, bu xüsusiyyətlər gərginliklə əlaqəli elektrik kəsintilərini təxminən %70 azaldır. Bundan əlavə, sistemlərin sabit qalması həssas avadanlıqların ömrünü uzadır, çünki onlar daimi dalğalanmalara görə yüklənmir.

Operativ Davamlılıq: Pik Azaldılması ilə Qara Başlatmaya qədər

Ağıllı BESS İstifadəsi vasitəsilə Yük Balanslaşdırılması və Dizel Generatorlardan İmtina

Bərpa olunan enerji istehsalı yüksələn və enən, elektrik tələbi isə qeyri-müəyyən şəkildə dalğalananda bu, xüsusilə rezerv güc kimi hələ də dizel generatorlardan geniş istifadə edən şəbəkədənkənar sistemlər üçün real problemlər yaradır. Akkumulyatorlu Enerji Saxlama Sistemləri (AESS) bu problemləri həll etmək üçün güclü alqoritmlərdən istifadə edir; bu alqoritmlər enerjinin nə zaman saxlanılacağını və ya buraxılacağını proqnozlaşdıra bilir və beləliklə, onların olmaması halında müşahidə olunan yüklərin dalğalanma əyrilərini təxminən %60-dan belə %80-ə qədər səviyyəyə endirir. Bu sistemlər günəş panellərindən və ya külək turbinlərindən artıq elektrik enerjisini toplayır və sonra tələb artıqda onu şəbəkəyə geri qaytarır. Bu, şirkətlərin enerji təchizatını sabit saxlamaq üçün bahalı dizel generatorlarını daim işə salmaq məcburiyyətində qalmamasını təmin edir. Bir mədən şirkəti AESS quraşdırdıqdan sonra illik yanacaq xərclərini təxminən 700 min ABŞ dolları qədər azaltdı və dizel mühərriklərin iş vaxtını əvvəlki səviyyəsinin yalnız 8%-inə endirdi, lakin əsas əməliyyatlara davamlı və səmərəli dəstək verməyə davam etdi. Enerji istifadəsini real vaxtda izləmək və müvafiq olaraq iş cədvəllərini tənzimləmək imkanı generatorların tez-tez açılıb-söndürülməsini də azaldır; bu isə onların ömrünü uzadır və bir şeylərin pozulması halında uzun müddət ərzində kifayət qədər rezerv enerji təchizatının mövcud olmasını təmin edir.

Qara başlama qabiliyyəti: Xarici kömək olmadan kritik şəbəkədən kənar infrastrukturun bərpa edilməsi

Şəbəkədən kənar sistemlər bəzən tamamilə işləməyə bilər, lakin akkumulyator enerji saxlama sistemləri (BESS) müstəqil qara başlatma qabiliyyəti adı verilən xüsusi bir imkan təqdim edir. Bu sistemlər əslində xarici şəbəkə dəstəyinə və ya generatorların əl ilə işə salınmasına ehtiyac olmadan vacib infrastrukturun enerjiləndirilməsini tamamilə özbaşına bərpa edə bilər. Ənənəvi dizel qurğuları isə yanacağın hazırlanması, mühərrikə başlanğıc verilməsi və bütün sistemin düzgün şəkildə sinxronlaşdırılması kimi çoxsaylı addımları tələb edir. BESS isə bu bütün çətinliklərdən yayınır və demək olar ki, dərhal sabit gərginlik və tezlik təmin edərək mikroşəbəkə idarəetmə kontrollerlərinin yenidən başlatılmasına və prioritet yüklərin postepen bərpasına kömək edir. Bir real dünya nümunəsini nəzərdən keçirək: böyük şəhərlərdən uzaqda yerləşən bir xəstəxanada tam elektrik kesilməsi baş verdikdən sonra BESS yalnız 28 saniyə ərzində cərrahi işıqları və həyatı dəstəkləyən sistemləri yenidən işə salmışdır. Bu necə mümkündür? Proses əvvəlcə idarəetmə rabitələrinin yenidən qurulması ilə başlayır, sonra bizim «zəruri yük» adlandırdığımız yüklər (adətən ümumi tutumun 10%-dən azı) enerjiləndirilir. Nihayət, lokal enerji istehsalı vasitələri yenidən işə salınır. Son BESS modelləri öncədən yüklənmiş dövrələr, daxili adalar aşkarlama funksiyası və dərin boşalma hallarında belə etibarlılığını qoruyan möhkəmləndirilmiş proqram təminatı kimi xüsusiyyətlərə malikdir. Bütün bu yaxşılaşdırmalar yanacaq çatdırılmasına olan ehtiyaçı azaldır və yenidən başlatma müddətini bir neçə saatdan maksimum iki dəqiqəyə endirir.

عمومی سواللار بؤلومو

BESS nədir?

Batareya enerjisi saxlama sistemləri (BESS) gələcəkdə istifadə etmək üçün enerjini saxlayan texnologiyalardır və enerji təchizatı sistemlərinin sabitləşdirilməsinə, ehtiyacların generasiyaya uyğunlaşdırılmasına kömək edirlər.

Şəbəkədən kənar sistemlər nəyə görə həssasdır?

Şəbəkədən kənar sistemlərdə şəbəkə inertsiyası yoxdur və tez-tez qısa qapanma keçirilməsi qabiliyyətində çatışmazlıq olur; bu da tez-tez enerji sabitliyinin pozulmasına və elektrik kəsintilərinə səbəb olur.

BESS şəbəkədən kənar sistemlərin sabitləşdirilməsində necə kömək edir?

BESS sürətli cavab vermə, iki istiqamətli enerji axını və enerjinin vaxtla ötürülməsi imkanı təmin edir; bu da tezlik və gərginliyin sabitləşdirilməsinə kömək edir və dizel generatorlara olan ehtiyacın azaldılmasına xidmət edir.

Qaranlıq başlama qabiliyyəti nədir?

Qaranlıq başlama qabiliyyəti — BESS-in heç bir xarici yardım olmadan kritik şəbəkədən kənar infrastrukturun enerjisinin avtonom olaraq bərpa edə bilməsi qabiliyyətidir.