فنآوریهای شبکهسازی و شبکهسازی سیستمهای ذخیرهسازی انرژی دو حالت کاری متفاوت را نشان میدهند که تفاوتهای قابلتوجهی در نقش، ویژگیهای عملکردی و سناریوهای کاربردی در سیستم قدرت دارند.
تفاوت
روش اتصال به شبکه:
هر دو از طریق اینورتر به شبکه متصل می شوند، اما اصول عملکرد آنها متفاوت است. تجهیزات متصل به شبکه به عنوان یک منبع جریان عمل می کند و با تکیه بر مرجع ولتاژ ارائه شده توسط شبکه برق خارجی برای همگام سازی خروجی خود. و تجهیزات ساختمان شبکه مانند یک منبع ولتاژ است که قادر است به طور مستقل ولتاژ و فرکانس پایدار را بدون پشتیبانی از شبکه برق خارجی تشکیل دهد.
سهم ثبات:
ذخیره انرژی متصل به شبکه عمدتاً در یک محیط شبکه پایدار عمل می کند و توانایی پشتیبانی ولتاژ یا فرکانس را ندارد. برعکس، ذخیره انرژی مبتنی بر شبکه همچنان به تامین برق بارها در هنگام خرابی شبکه ادامه میدهد و به حفظ پایداری و قابلیت اطمینان شبکههای برق محلی کمک میکند.
سناریوهای کاربردی:
نوع شبکه زیر برای استفاده در شبکه های برق بزرگ با پایداری خوب، با هزینه کم و اجرای آسان مناسب است. نوع شبکه برای کاربرد در سیستم های تولید برق پراکنده، ریزشبکه ها یا مناطق دور افتاده مناسب تر است، به ویژه در شرایطی که پاسخ سریع یا ظرفیت اضافه بار بالا در کوتاه مدت مورد نیاز است.
مزایا و معایب
نوع شبکه را دنبال کنید
مزایا: ساختار ساده و قابل اعتماد، هزینه سرمایه گذاری اولیه کم. ادغام آسان در زیرساخت های برق موجود
عیب: عدم قابلیت پشتیبانی از شبکه برق، عدم توانایی در حفظ مستقل عملکرد در صورت ناپایداری شبکه.
نوع شبکه
مزایا: ساخت مستقل شبکه برق، ارائه پشتیبانی از ولتاژ و فرکانس. داشتن انعطافپذیری و سازگاری قویتر، بهویژه هنگام مواجهه با موقعیتهای غیرمنتظره.
معایب: الزامات فنی نسبتاً پیچیده بیشتر است، سرمایه گذاری اولیه بیشتر است و دشواری طراحی و اجرا نیز بیشتر است.
مثال
مثال شبکه را دنبال کنید
یک سیستم ذخیره انرژی باتری لیتیومی 500 کیلووات/1 مگاوات ساعت در یک پارک صنعتی در جنوب چین نصب شده است. این سیستم از شبکه ای پیروی از PCS (سیستم تبدیل نیرو) استفاده می کند و عمدتاً برای تراشیدن پیک، پر کردن دره و خروجی انرژی جدید صاف استفاده می شود. در این پروژه سیستم ذخیره انرژی با نیروگاه فتوولتائیک کوپل شده و به شبکه برق متصل می شود. سیستم کنترل EMS برای کنترل هماهنگ برای بهینه سازی مصرف برق کل پارک استفاده می شود.
نمونه ای از نوع ساخت شبکه
شرکت دولتی شبکه چین گزارشی در مورد کنترل شبکه ذخیره انرژی و آزمایش اتصال به شبکه برای سال 2024 منتشر کرده است که در آن ذکر شده است که شاخص های عملکرد کلیدی مانند تنظیم فرکانس اولیه، پاسخ اینرسی و کنترل میرایی سیستم ذخیره انرژی نوع شبکه از طریق تأیید شده است. تست واقعی
به عنوان مثال، در یک آزمایش تنظیم فرکانس، سیستم ذخیرهسازی انرژی نوع شبکه سرعت پاسخ دینامیکی عالی را نشان میدهد، قادر به تنظیم توان خروجی فعال در عرض میلیثانیه است و به شبکه برق کمک میکند تا به سرعت پایداری فرکانس را بازیابی کند.
مقایسه پارامترها
PCS متصل به شبکه: معمولاً با ویژگی های منبع جریان مشخص می شود، با توان خروجی به شدت تحت تأثیر شرایط شبکه، مناسب برای مدیریت انرژی در محیط های شبکه معمولی. یک کاربرد معمولی سیستم ذخیره انرژی باتری لیتیومی 500 کیلووات/1 مگاوات ساعت در مورد فوق است که وظیفه اصلی آن پیگیری تغییرات در شبکه برق و اطمینان از تبادل انرژی روان است.
PCS نوع شبکه: ارائه مشخصات منبع ولتاژ، قادر به تنظیم فعال ولتاژ و فرکانس خروجی و حفظ تداوم منبع تغذیه حتی در صورت قطع شبکه. این نوع سیستمها اغلب مجهز به الگوریتمها و فناوریهای کنترلی پیشرفتهتر هستند، مانند استراتژیهای کنترل همگامسازی توان، که به آنها اجازه میدهد مستقیماً توان اکتیو/راکتیو را هنگامی که خروجی در سمت تولید برق نوسان میکند، تنظیم کنند.
تفاوتهای اساسی در استراتژیهای کنترل فنآوریهای ذخیرهسازی انرژی به دنبال شبکه و تشکیل شبکه وجود دارد که در نحوه تعامل آنها با شبکه، واکنش به تغییرات در شبکه و انواع خدماتی که ارائه میکنند منعکس میشود.
تفاوت های خاص بین دو استراتژی کنترل فنی:
کنترل اهداف
کنترل زیر شبکه: هسته آن پیروی از وضعیت شبکه برق است، یعنی اینورتر خروجی خود را با توجه به ولتاژ و فرکانس شبکه برق تنظیم می کند. در این روش کنترل، اینورتر به عنوان یک منبع جریان در نظر گرفته می شود که تا حد امکان انرژی الکتریکی را به شبکه تزریق می کند و به طور خودکار برای محافظت از خود در صورت اختلال در شبکه قطع می شود. بنابراین، وظیفه اصلی کنترل زیر شبکه، به حداکثر رساندن استفاده از انرژی جدید در چارچوب شبکه برق موجود است.
کنترل نوع شبکه: با هدف شبیه سازی رفتار ژنراتورهای سنکرون سنتی، ایجاد و حفظ فعالانه سطوح ولتاژ و فرکانس شبکه های برق محلی. این بدان معنی است که حتی بدون پشتیبانی از شبکه برق خارجی، اینورترهای نوع شبکه می توانند یک محیط منبع تغذیه پایدار را تشکیل دهند. اینورترهای نوع شبکه اساساً منابع ولتاژی هستند که ولتاژ و فرکانس خروجی را از طریق سیگنال های پارامتر ولتاژ داخلی صادر می کنند. آنها می توانند به طور مستقل یا موازی با سایر منابع برق کار کنند.
مکانیزم پاسخگویی
کنترل زیر شبکه: به دلیل تکیه بر شبکههای برق خارجی برای ارائه سیگنالهای مرجع، اینورترهای زیر شبکه ممکن است نتوانند در هنگام بروز خطا یا نوسانات غیرعادی، پشتیبانی مؤثری از شبکه ارائه دهند و ممکن است برای اهداف محافظت از خود قطع شوند. به عنوان مثال، در شرایط ولتاژ پایین (LVRT) یا ولتاژ بالا (HVRT)، اینورترهای متصل به شبکه باید به سرعت توان خروجی را کاهش دهند یا حتی به طور کامل تولید برق را متوقف کنند تا از آسیب رساندن به تجهیزات جلوگیری شود.
کنترل نوع شبکه: با قابلیت "سوار از طریق" قوی تر، می تواند به طور مداوم در هنگام خطاهای شبکه برق کار کند و جریان اتصال کوتاه لازم را تزریق کند یا انرژی جنبشی را به سیستم آزاد کند و به بازیابی ثبات ولتاژ و فرکانس کمک کند. این باعث می شود اینورترهای نوع شبکه برای کاربردهایی که به پایداری شبکه بالا نیاز دارند، مانند ریزشبکه ها یا سیستم های منبع تغذیه مستقل در مناطق دوردست، مناسب تر باشند.
ویژگی های خدمات
کنترل زیر شبکه: عمدتاً به مدیریت انرژی، مانند تراشیدن پیک و پر کردن دره، صاف کردن خروجی انرژی متناوب، و غیره خدمت میکند. این نوع کاربرد معمولاً در محیطهای شبکه برق بزرگ رخ میدهد، جایی که خود شبکه دارای اینرسی و قدرت کافی برای جذب هرگونه ناپایداری بالقوه است. .
کنترل نوع شبکه: علاوه بر مدیریت انرژی، خدمات کمکی مهمی از جمله پشتیبانی ولتاژ سریع، پاسخ اینرسی، تنظیم فرکانس اولیه و غیره را نیز ارائه میکند. این عملکردها برای بهبود سطح جریان اتصال کوتاه سیستم بسیار مهم هستند. و افزایش انعطاف پذیری شبکه برق.
الگوریتم کنترل
کنترل زیر شبکه: به طور کلی، الگوریتم ردیابی حداکثر توان (MPPT) برای اطمینان از حداکثر بهره وری از انرژی جدید استفاده می شود، در حالی که با فناوری حلقه قفل فاز (PLL) برای دستیابی به همگام سازی با شبکه برق همکاری می کند.
کنترل نوع شبکه: بیشتر بر الگوریتم های پیشرفته ای مانند کنترل Droop و ماشین همزمان مجازی (VSG) متکی است که رفتار دینامیکی ژنراتورهای سنکرون را برای انطباق بهتر با فرآیندهای گذرا سیستم های قدرت تقلید می کنند.
