Може ли БЕСС побољшати стабилност оф-грид енергетских система?

Основи БЕСС-а за стабилност ван мреже

Зашто су ван-грид системи ранљиви: Недостатак инерције и ограничена пролазна способност

Системи независни од мреже немају исту врсту ротационе инерције која долази од оних великих ротирајућих генератора који се налазе у обичним електричним мрежама. Ова инерција делује као нека врста амортизатора за систем, помажући да се ствари држе стабилне када се изненада промени потражња или када се генерација неочекивано смањи. Када овај природни буфер није присутан, мали проблеми могу брзо да изађу из контроле, узрокујући да нивои фреквенције прескоче опасно брзо. Оно што чини ствари још горе је да се многе не-ресетне поставке боре са ономе што се зове "пропаст" кроз способност. Стандардни безбедносни протоколи имају тенденцију да искључе инверторе или да прекину струју на одређено оптерећење кад год дође до пада напона или кратке флуктуације фреквенције, уместо да све држе на врху. Ово постаје посебно проблематично у удаљеним подручјима где једноставно нема алтернативних извора енергије у близини. Као резултат тога, ови мали поремећаји често се претварају у потпуне прекиде струје. Због свих ових неодређених слабости, посебне мере стабилизације морају бити укључене од самог почетка ако желимо да осигурамо да операције ван мреже остану поуздане и стабилне током времена.

Основне могућности БЕСС-а: Брз одговор, двосмерни ток енергије и временско померање енергије

БЕСС системи се баве овим проблемима на три главна начина која стварно чине разлику. Прва ствар коју треба напоменути је колико брзо реагују. Говоремо о одговорима у мање од 100 милисекунди већину времена. Ова брзина им омогућава да инјектирају или апсорбују енергију одмах када фреквенције почињу да се одвијају са стазе, заустављајући потенцијалну нестабилност система пре него што изађе из руке. Још једна кључна особина је њихова способност да преносе моћ у оба правца. То значи да се прелазак напред и назад између пуњења и пуњења одвија непрекидно у реалном времену, што помаже у балансирању уздизања и падова обновљивих извора енергије према променљивим потребама потрошача. А онда постоји и питање складиштења додатне енергије из соларних панела или ветровинских турбина у време када нико не треба много електричне енергије. Та складиштена енергија је корисна у пик часовима или када ветар не дува и сунце не свети. Према неком недавном истраживању из 2023. године од стране Института за микро-мрежу заједно са NREL-ом, овај приступ смањује употребу дизел генератора за око 30 до 50 одсто у изолованим заједницама са сопственим микро-мрежама.

Стабилизација фреквенције и напона покретаног БЕСС-ом

Контрола синтетичке инерције и падања: Компенсација за микромреже које доминирају инвертори

Микромрежи засноване на инверторима постају све више распрострањене, посебно у областима у којима обновљиви извори доминирају у офф-мрежним уређењима. Ови системи немају природну ротациону инерцију коју имају традиционалне мреже, тако да су веома рањиви на изненадне промене фреквенције када постоји неравнотежа између онога што се генерише и онога што се користи. Систем за складиштење енергије помоћу батерије имитира оно што називамо синтетичком инерцијом. У основи, енергетска електроника открива промене фреквенције које се називају РОЦОФ и онда или уноси или извлачи енергију из система супер брзо, смањујући РОЦОФ брзину за више од половине у поређењу са системима без контроле. Такође постоји нешто што се зове контрола падања која омогућава различитим изворима енергије да аутоматски деле радно оптерећење. Ако фреквенција падне, батерије ослобађају складиштену енергију да би стабилизирале ствари. Када је превише енергије око, они га упијају. Све ове функције раде заједно како би се понашале као синхронне машине старог времена, одржавајући све у гладном току чак и када се генератори одвајају или се оптерећење изненада мења, све без потребе да неко уђе и ручно управља већином времена.

Динамичка подршка реактивној напајању и регулација активног напона путем БЕСС ЕМС-а

Нестабилност напона и даље мучи многе системе који се налазе изван мреже и који се у великој мери ослањају на обновљиве изворе као што су ветар и соларна енергија. Традиционални регулатори напона једноставно нису направљени да би се носили са брзим променама које ови системи доживљавају. Системи за складиштење енергије у батеријама (БЕСС) у параду са софистицираним системима за управљање енергијом (ЕМС) ефикасно решавају ово питање. Ови системи пружају динамичку подршку реактивној енергији која ради независно од редовног струјског тока. ЕМС стално посматра шта се дешава на мрежи и може да распореди капацитивне или индуктивне ВАР-е како би решавао проблеме као што су падање напона, шикови или чудни таласни облици скоро одмах. Када се у једном тренутку смањује производња соларних енергије или се појаве јаке ветрове, систем буферише реактивну енергију. Такође филтрира нежељене хармонике и аутоматски се прилагођава да би напон био стабилан у оквиру око 2% нормалног нивоа без потребе за покретањем резервних дизел генератора. Према извештајима Одбора за микромрежу ИЕЕЕ ПЕ, ове карактеристике смањују прекиде струје који се односе на напон за око 70%. Плус, одржавање ствари стабилне значи да осетљива опрема траје дуже, јер се не подстиче сталним флуктуацијама.

Оперативна отпорност: од врхунског бријења до црног почетка

Балансирање оптерећења и избегавање дизел генератора кроз интелигентно диспечеринг БЕСС-а

Када производња обновљиве енергије расте и пада и потражња за електричном енергијом непредвидиво флуктуира, то ствара стварне проблеме за системе ван мреже, посебно оне које још увијек у великој мери зависе од дизел генератора за резервну енергију. Системи за складиштење енергије у батеријама (БЕСС) решавају ова питања користећи паметне алгоритме који могу предвидети када да складиште или ослободе енергију, што помаже у срамљању крива дивље оптерећења за око 60 до можда чак 80 одсто у поређењу са оним што се дешава без њих. Ови системи усађују додатну електричну енергију са соларних панела или ветровинских турбина када има превише, а затим је враћају у мрежу када потражња порасте. То значи да компаније не морају стално да покрећу своје скупе дизел генераторе само да би одржале стабилан ниво снаге. Једна рударска компанија је видела да су њихови годишњи рачуни за гориво пали за око 700 хиљада долара након инсталирања БЕСС-а, и успели су да смањију трајање дизел мотора на само 8% од онога што је некада било, а истовремено и одржавају неопходне операције. Способност праћења потрошње енергије у реалном времену и прилагођавања распореда у складу са тим такође значи да генератори не морају да се укључе и искључују тако често, што заправо продужава њихов животни век и осигурава да има довољно резервне енергије доступне у случају да нешто не иде у реду дуже време.

Способност за започињење операције у недовољном стању: Враћање критичне инфраструктуре ван мреже без спољне помоћи

Систем који се не користи у мрежи понекад може потпуно пропасти, али системи за складиштење енергије у батеријама (БЕСС) нуде нешто посебно, што се зове аутономна способност за црни почетак. Ови системи могу сами вратити енергију важним инфраструктурам, без потребе за помоћу извне мреже или некома да ручно покреће генераторе. Традиционални дизел уређаји захтевају много корака као што су припремање горива, покретање мотора и правилно синхронизовање свега. БЕСС прескочи све те муке и даје стабилан напон и фреквенцију скоро одмах, што помаже у рестартирању контролера микромере и постепено враћа приоритетна оптерећења. Узмимо један пример из стварног света у болници далеко од великих градова. Након потпуног прекида струје, БЕСС је поново покренуо хируршко осветљење и системе за подршку животу за само 28 секунди. Како то функционише? Процес почиње поново повезивањем контролне комуникације, а затим напајањем оно што називамо неопходним оптерећењима (обично мање од 10% укупног капацитета). На крају, враћа локалне генерационе ресурсе у рад. Новији модели БЕСС-а долазе са карактеристикама као што су предваритно напуњени кола, уграђено откривање острва и оштри проширени софтвер који их чини поузданим чак и када су дубоко напуњени. Све ово побољшање значи мање зависности од испоруке горива и драматично смањење времена поновног покретања са неколико сати на око две минута максимум.

Подела за често постављене питања

Шта је БЕСС?

Системи за складиштење енергије у батеријама (БЕСС) су технологије које складиште енергију за каснију употребу, помажу стабилизацији система снабдевања енергијом и балансирају потражњу са производњом.

Зашто су системи који нису на мрежи ранљиви?

Оф-грид системи немају инерцију мреже и често се боре са способностма пролаза, што доводи до честа нестабилност и прекид струје.

Како БЕСС помаже у стабилизацији система ван мреже?

БЕСС пружа брз одговор, двонасочни ток енергије и временско померање енергије, што помаже у стабилизацији фреквенције и напона и смањује зависност од дизел генератора.

Шта је способност за црни почетак?

Способност за црни почетак се односи на способност БЕСС-а да аутономно обнови енергију критичној инфраструктури ван мреже без икакве спољне помоћи.