BESS қалалық электр желілерінің шыңдық жүктемесін тегістеуге қолданыла ма?

Жоғары жүктемені тегістеу мен қалалық тордың қысымын түсіну

Қалалық электр торы ұсыныс пен сұраныс арасындағы негізгі дисбалансты бастан кешіреді. Электр энергиясының тұтынуы таңертең және кешке коммерциялық ғимараттар, қала ішіндегі көлік жүйелері мен тұрғындар бір уақытта электр энергиясын пайдаланған кезде шамадан тыс өседі. Базалық жүктеме мен осы жоғары жүктеме арасындағы айырма коммуналдық қызмет көрсетушілерге айналмалы резервтік қуатты сақтауды мәжбүр етеді — яғни қуат өндіруші станциялар жартылай қуатта жұмыс істеп, отын жағып, сұраныс өсуін күтеді, ал бұл өсу болуы да, болмауы да мүмкін.

Пиктік жүктемені төмендету — бұл әдіс жоғары сұраныс кезінде тораптан алынатын максималды қуатты азайтып, осы тиімсіздікті шешеді. Генерацияны көтеру орнына қолданушылар немесе қуат қоймалары сақталған энергияны пайдаланады. Пиктік жүктемені төмендетуге экономикалық тиімділік қалалық нарықтарда уақытқа байланысты электр энергиясының бағасы қабылданған сайын артады; мұнда пиктік бағалар төмен жүктемелі бағалардан үш есе немесе одан да көп болуы мүмкін.

Bess — Аккумуляторлық энергия қоймалары (BESS) — бұл қолданыс үшін доминантты технология болып табылады. Традициялық су қоймалы гидроэнергетикалық қоймалары белгілі бір жергілікті жағдайларды талап етеді, ал айналмалы дискілі жүйелер қысқа мерзімді импульстарға шектелген. Ал аккумуляторлық қоймалар коммерциялық ғимараттардан бастап бүкіл қалалық аудандарды қамтитын қуат қоймаларына дейін масштабталады.

BESS қалалық ортада пиктік жүктемені қалай төмендетеді

Зарядтау-разрядтау циклдары логикасы

А bess қала электр станциясына қосылған орнатылған құрылғы тәуліктің ең төменгі жүктеме уақытында — әдетте тәуліктің ортасы мен таңғы 6 сағат арасында, бұл кезде базалық генерация сұраныстың деңгейінен асады — зарядталады. Сақталған энергия таңғы жоғары жүктеме кезінде (7–10 сағат) және кешкі жоғары жүктеме кезінде (17–21 сағат) желіге қайтарылады, ол жоғары деңгейдегі берілетін желілердің өзіне қажетті жалпы жүктеме қисығын тегістейді.

Литий-темір-фосфат (LiFePO4) аккумуляторлары бірнеше себептен қалалық BESS орнатылуларында үстемдік етеді. Олардың жылулық тұрақтылығы тығыз тұрғындар орналасқан аймақтарда жылулық шығу оқиғасының қабылданбайтын салдары болуы мүмкін жағдайда өрт қаупін азайтады. 80% зарядтау-разрядтау тереңдігінде 6 000-нан астам циклдың өмір сүру ұзақтығы бүгін орнатылған жүйенің күндік жоғары жүктеменің тегістеу операциясын 15–20 жыл бойы экономикалық тиімділікпен жүзеге асыруын қамтамасыз етеді.

Оңтүстік-Шығыс Азиядағы бір коммуналдық қызмет көрсету ұйымы физикалық орын шектеулері себебінен үшінші трансформаторды орнату мүмкін болмаған, тығыз қалалық тарату станциясында 20 МВт/40 МВт·сағ BESS орнатты. Батареялық жүйе кешкілік ауа-райын реттеу жүктемесінің 15 МВт пикін сіңірді, осылайша тарату станциясын қайта жабдықтауға кететін шамамен 12 миллион долларлық капиталдық шығындарды жеті жылға шейін өткізді.

Бар тарату станциясы инфрақұрылымымен интеграциялау

Қалалық BESS орнатулары әдетте батареялық контейнерге кірістірілген немесе оның қасында орнатылған көтергіш трансформаторлар арқылы орта кернеу деңгейінде (10–35 кВ) қосылады. Қуатты түрлендіру жүйесі (PCS) екі бағыттағы қуат ағысын басқарады және тораптың диспетчерлік сигналын алғаннан кейін миллисекунд ішінде зарядтау кезінде түзетуге, разрядтау кезінде инверсиялауға ауысады.

Rack-орналасқан BESS конфигурациялары еден ауданы шектеулі ішкі трансформаторлық подстанцияларға орнатуға ыңғайлы. Қабаттасымды BESS дизайндары пайдаланушыларға қуатты постепенно кеңейтуге мүмкіндік береді — бастапқыда 5 МВт·сағ контейнермен бастап, сұраныс үлгілері өзгерген сайын бірліктерді қоса отырып. Бұл модульді тәсіл әріпке арналған BESS объектісін салуға қарағанда бастапқы капиталдық инвестицияны азайтады.

Қалалық BESS орнатуы үшін техникалық талаптар

Орын және қауіпсіздік ескертулері

Қалалық подстанцияларда үлкен көлемдегі аккумуляторлық орнатулар үшін бос жер сирек кездеседі. Контейнерленген BESS шешімдері барлық жүйені — аккумуляторларды, PCS-ті, жылу реттеу жүйесін және өрт сөндіру жүйесін — стандартты жеткізу контейнерлерінің форматында алдын ала жасау арқылы осы проблеманы шешеді; олар қолданыстағы подстанциялардың бетонды алаңдарына орнатылуға болады.

Өрт қауіпсіздігінің нұсқаулары көп деңгейлі қорғануды талап етеді: термиялық шығу басталмас бұрын кернеу аномалияларын анықтайтын ұяшық деңгейіндегі бақылау, жанғыш электролит буы жиналмас бұрын желдетуді іске қосатын модуль деңгейіндегі газ бақылауы және контейнер деңгейіндегі аэрозольды басу жүйелерінің автоматты түрде іске қосылуы. Энергия сақтау жүйелерін орнату бойынша NFPA 855 стандарты қала ішіндегі орналасулар үшін талап етілетін бөлу арақашықтықтары мен желдету талаптарын белгілейді, себебі олар мекендейтін ғимараттарға жақын орналасады.

Торапқа қосылу стандарттары

IEEE 1547 BESS kishi elektr energiyasynyñ torgha qosylysyyn anyqtaydy. Qalalyq ornatylgan jabyrqlar torgha qosylgan kездегі tozhyqtau kabilyetin körsetuı tiıs — sistemanyñ azaytuǵa arnalǵan en joǵary jukteylerde tordyń otrygyshylyǵyn arttyrmay, qysqa merzimdy kerneu tüsuylerinde ajyrylmay, qosylyp qaluy. PCS tor jilqylyǵy menen ±0,5 Gts dәneshlikte sinxrondasyp, SCADA integratsiyasy arqyly utility dispecherlik signalдарyna reaktsiya beruı tiıs.

Жиі қойылатын сұрақтар

Qalalyq joǵary jukten saqtau uşin qanday ölşemdegi BESS qazhet?

Kommertsiyalıq gurlıstıklarda joǵary jukten saqtau uşin 500 kWh–2 MWh körsetilgeni jete. Tarmaq podstantsiyasy deńgizindegi joǵary jukten saqtau 10–50 MWh di qazhet etedi, bu feeder juk profilderine baylanysty. Utility-mashtabyndagy qalalyq ornatylgan jabyrqlar 100 MWh ten baslap, joǵarylaydy. Ölşem joǵary juk shamyly, ońyn uylyǵy menen maqsattagy azaytuǵa arnalǵan payyzdan turady, belgili bir formuladan emes.

BESS joǵary jukten saqtau uşin qansha merzim boyynsha zharq beruı mümkin?

Көптеген қалалық шыңды тегістейтін жүйелер қуаттың номиналды деңгейінде 2–4 сағат үздіксіз разрядтауды мақсат етеді. Бұл көбінесе таңғы немесе кешкі шыңдық уақыт аралығын қамтиды. Ұзақ мерзімді жүйелер (6–8 сағат) бар, бірақ олардың әр кВт·сағ бағасы жоғары болады және олардың қосымша қуатын тек шыңды тегістейтін мақсатта қолдану тиімділігі әдетте төмен болады; алайда олар жиілікті реттеу сияқты қосымша қызметтер арқылы құн қосады.

Аккумуляторлық энергия сақтау жүйесі (АЭСЖ) шыңды тегістейді ме, егер оны қайта қалыпқа келтірілетін энергия көздерімен бірге қолданса?

Иә. АЭСЖ-ді шатырдағы күн энергиясын пайдаланатын электр станцияларымен немесе қалалық жел электр станцияларымен бірге қолдану гибридті жүйе құрады: күндізгі артық қайта қалыпқа келтірілетін энергия аккумуляторды зарядтайды, ал ол кешкі шыңдық кезінде разрядталады. Бұл «әзірлеу қисығы» проблемасын шешеді — яғни күн энергиясын пайдаланатын электр станцияларының өндірісі кешкі электр сұранысы өскен кезде дәл осы уақытта төмендейді. Осы мақсатта Liaoning Sinotech Group сияқты тәжірибелі тұтынушылар АЭСЖ мен күн энергиясын пайдаланатын электр станцияларын интеграциялаған шешімдер ұсынады.

Стойкаға орнатылатын және қабаттасып орнатылатын АЭСЖ арасындағы айырмашылық қандай?

Rack-қа орнатылатын BESS құрылғысы қадағалау ортасы бар ішкі орнатулар үшін стандартты 19-дюймды серверлік rack-тарға сыйады. Қабаттасымалы BESS сыртқы ауа райына төзімді шкафтарда орнатылады, олар электрлік және орталық бақылаушы арқылы байланысады. Rack-қа орнату өзектердегі басқару ғимараттарына, ал қабаттасымалы — ішкі кеңістік болмаған жағдайда сыртқы алаңға орнатылатын қондырғыларға арналған.

BESS пиктік тегін тазалау электр энергиясының құнын қалай төмендетеді?

Уақыт бойынша тарифтерде болатын коммерциялық және өнеркәсіптік тұтынушылар пиктік баға терезелері кезінде BESS-тен электр энергиясын алу арқылы сұранысқа байланысты төлемдерден аман қалады. Сұранысқа байланысты төлемдер — әр айдағы ең жоғарғы 15 минуттық тұтыну интервалына негізделген — кәсіпорынның жалпы электр энергиясының есебінің 30–70%-ын құрайды. Пиктік тегін тазалау нақты энергия тұтынуын азайтпай, осы төлемдерді жоюға немесе азайтуға мүмкіндік береді.

Қалалық BESS орнатуы қандай техникалық қызмет көрсетуді талап етеді?

Жыл сайын жылық басқару жүйесін тексеру, жарты жылдық қуатты тексеру және аккумуляторды басқару жүйесі арқылы үздіксіз қашықтан бақылау. LiFePO4 химиясы қорғасын-қышқылдық алмасымдардан айырмашылығы — электролитті толықтыру қажет емес. Ұяшықтарды теңестіру BMS арқылы жоғары жүктемелі жұмыс циклдары кезінде бөлшекті зарядтау режимінде автоматты түрде жүзеге асады.