電力システム全体の観点から見ると、エネルギー貯蔵の適用シナリオは、発電側のエネルギー貯蔵、送配電側のエネルギー貯蔵、需要家側のエネルギー貯蔵の 3 つのシナリオに分類できます。実際のアプリケーションでは、さまざまなシナリオの要件に応じてエネルギー貯蔵技術を分析し、最適なエネルギー貯蔵技術を見つける必要があります。このペーパーでは、エネルギー貯蔵の 3 つの主要なアプリケーション シナリオの分析に焦点を当てます。
電力システム全体の観点から見ると、エネルギー貯蔵の適用シナリオは、発電側のエネルギー貯蔵、送配電側のエネルギー貯蔵、需要家側のエネルギー貯蔵の 3 つのシナリオに分類できます。これら 3 つのシナリオは、電力網の観点からエネルギー需要と電力需要に分けることができます。エネルギー タイプの需要は、一般に長い放電時間 (エネルギー タイム シフトなど) を必要としますが、高い応答時間は必要ありません。対照的に、パワータイプの要件では、一般に高速応答機能が必要ですが、一般に放電時間は長くありません (システム周波数変調など)。実際のアプリケーションでは、さまざまなシナリオの要件に応じてエネルギー貯蔵技術を分析し、最適なエネルギー貯蔵技術を見つける必要があります。このペーパーでは、エネルギー貯蔵の 3 つの主要なアプリケーション シナリオの分析に焦点を当てます。
1. 発電側
発電側の観点から見ると、エネルギー貯蔵の需要端末は発電所です。グリッド上のさまざまな電源のさまざまな影響、および予測不可能な負荷側によって引き起こされる発電と電力消費の間の動的な不一致により、発電側のエネルギー貯蔵には、エネルギーのタイムシフトを含むさまざまな種類の需要シナリオが存在します。 、容量単位、負荷追従、システム周波数調整、バックアップ容量、系統接続再生可能エネルギーを含む 6 種類のシナリオ。
エネルギータイムシフト
エネルギータイムシフトとは、エネルギー貯蔵を通じて電力負荷のピークシェービングとバレーフィルを実現することです。つまり、発電所は低電力負荷期間中にバッテリーを充電し、ピーク電力負荷期間中に貯蔵された電力を放出します。さらに、放棄された再生可能エネルギーの風力発電や太陽光発電を貯蔵し、それを送電網接続のために他の期間に移動することも、エネルギーの時間のシフトです。エネルギー タイムシフトは、典型的なエネルギーベースのアプリケーションです。充電と放電の時間については厳密な要件はなく、充電と放電の電力要件は比較的広いです。ただし、タイムシフト容量の適用は、ユーザーの電力負荷と再生可能エネルギー生成の特性によって引き起こされます。その頻度は比較的高く、年間 300 回以上です。
容量単位
時間帯による電力負荷の違いにより、石炭火力発電所はピークカット機能を備える必要があるため、ピーク負荷に対応した容量として一定量の発電容量を確保する必要があり、これにより火力発電が阻害されます。ユニットがフルパワーに達することが妨げられ、ユニットの運用の経済性に影響を与えます。セックス。エネルギー貯蔵は、電力負荷が低いときに充電し、電力消費がピークになったときに放電して負荷のピークを軽減するために使用できます。エネルギー貯蔵システムの代替効果を活用して石炭火力発電設備を解放し、火力発電設備の稼働率を向上させ、経済性を高めます。容量単位は、典型的なエネルギーベースのアプリケーションです。充電および放電時間については厳密な要件はありませんが、充電および放電電力については比較的幅広い要件があります。ただし、ユーザーの電力負荷や再生可能エネルギーの発電特性により、容量の適用頻度は時間的にずれます。年間200回程度と比較的多いです。
負荷追従
負荷追跡は、ゆっくりと変化し、継続的に変化する負荷に対してリアルタイムのバランスを実現するために動的に調整する補助サービスです。ゆっくりと変化する負荷と連続的に変化する負荷は、発電機の実際の動作条件に応じてベース負荷とランピング負荷に再分割できます。負荷追跡は主に負荷の変動に使用されます。つまり、出力を調整することで、従来のエネルギーユニットの変動率を可能な限り低減できます。、できるだけスムーズにスケジュール指示レベルに移行できるようにします。負荷追従は容量単位に比べて放電応答時間の要求が高く、分単位の応答時間が要求されます。
システムFM
周波数の変更は、発電および電気機器の安全かつ効率的な動作と寿命に影響を与えるため、周波数の調整は非常に重要です。従来のエネルギー構造では、送電網の短期的なエネルギー不均衡は、AGC 信号に応答することで従来のユニット (私の国では主に火力発電と水力発電) によって調整されます。新しいエネルギーが送電網に統合されると、風力や風力の変動性とランダム性により、短期間で送電網内のエネルギーの不均衡が悪化しました。従来のエネルギー源（特に火力発電）は周波数変調速度が遅いため、送電網の指令への応答が遅れます。逆調整などの誤操作が発生し、新たに追加された需要に応えられない場合があります。比較すると、エネルギー貯蔵 (特に電気化学的エネルギー貯蔵) は周波数変調速度が速く、バッテリーは充電状態と放電状態を柔軟に切り替えることができるため、非常に優れた周波数変調リソースとなります。
負荷追従と比較して、系統周波数変調の負荷成分の変化周期は分秒レベルであるため、より高い応答速度（通常は秒レベル）が必要であり、負荷成分の調整方法は一般的にAGC。ただし、システム周波数変調は典型的な電力タイプのアプリケーションであり、短期間での急速な充電と放電が必要です。電気化学エネルギー貯蔵を使用する場合、大きな充放電速度が必要となるため、一部の種類のバッテリーの寿命が短くなり、他の種類のバッテリーに影響を及ぼします。経済。
余力
予備容量とは、予想される負荷需要を満たすだけでなく、緊急時の電力品質とシステムの安全かつ安定した動作を確保するために確保されている有効電力予備量を指します。一般に、予備容量はシステムの通常の電源容量の 15 ～ 20% である必要があり、その最小値はシステム内で最大の単一設置容量を持つユニットの容量に等しい必要があります。予備容量は緊急時を想定しているため、年間の稼働頻度は一般的に低い。蓄電池を予備容量サービスのみに使用した場合、経済性は保証されません。したがって、実際のコストを決定するには、既存の予備容量のコストと比較する必要があります。代替効果。
再生可能エネルギーの系統接続
風力発電や太陽光発電はランダム性と断続性があるため、電力品質は従来のエネルギー源よりも劣ります。再生可能エネルギーによる発電量の変動（周波数変動や出力変動など）は秒単位から時間単位に及ぶため、既存の電力型アプリケーションにもエネルギー型アプリケーションがあり、大きく分けて3種類に分けられます。 -シフト、再生可能エネルギー発電容量の安定化、および再生可能エネルギー出力の平滑化。例えば、太陽光発電における光の放棄の問題を解決するには、日中に発電した残りの電気を蓄えて夜間に放電する必要があり、これは再生可能エネルギーのエネルギータイムシフトに属します。風力発電の場合、風力発電は予測不可能なため出力変動が大きく、平滑化する必要があるため、主にパワー系の用途に使用されます。
2. グリッド側
系統側でのエネルギー貯蔵の用途は主に送配電抵抗の混雑緩和、送配電設備の増設遅延、無効電力の支援の3種類がある。置換効果です。
伝送および配信抵抗の輻輳を軽減
回線混雑とは、回線負荷が回線容量を超えていることをいいます。エネルギー貯蔵システムは送電線の上流に設置されます。送電線が遮断されると、供給できなくなった電気エネルギーをエネルギー貯蔵装置に蓄えることができます。ライン排出。一般に蓄電システムの場合、放電時間は時間単位で必要となり、動作回数は50～100回程度となります。これはエネルギーベースのアプリケーションに属し、応答時間に関して特定の要件があり、分単位で応答する必要があります。
送配電設備の増設の遅れ
従来のグリッド計画やグリッドのアップグレードと拡張のコストは非常に高くなります。負荷が設備容量に近い送配電システムにおいて、年間のほとんどの時間で負荷供給を満たし、特定のピーク期間のみ容量が負荷を下回る場合、蓄電システムは、より小さい設置容量を渡すために使用できます。容量により、グリッドの送配電容量を効果的に向上させることができるため、新しい送配電設備のコストを遅らせ、既存の設備の耐用年数を延ばすことができます。送配電抵抗の混雑緩和に比べ、送配電設備の増設を遅らせることは稼働頻度が低くなります。バッテリーの経年劣化を考慮すると、実際の変動費はさらに高くなるため、バッテリーの経済性に対してより高い要件が提示されます。
事後対応サポート
無効電力支援とは、送電線および配電線に無効電力を注入または吸収することによって送電電圧を調整することを指します。無効電力が不十分または過剰になると、系統電圧が変動し、電力品質に影響を与え、さらには電気機器に損傷を与える可能性があります。ダイナミック インバータ、通信および制御機器の助けを借りて、バッテリは出力の無効電力を調整することで送電線および配電線の電圧を調整できます。無効電力サポートは、放電時間が比較的短いものの、動作頻度が高い典型的な電力アプリケーションです。
3. ユーザー側
需要家側は電気を使用する末端であり、ユーザーは電気の消費者であり利用者です。発電側や送配電側のコストと収入は電気料金という形で表され、それがユーザーのコストに換算されます。したがって、電気料金の水準はユーザーの需要に影響します。。
ユーザーの使用時間帯の電気料金管理
電力業界では、1日24時間をピーク、横ばい、安値などの複数の時間帯に分け、時間帯ごとに異なる電気料金水準「使用時間帯電気料金」を設定しています。ユーザーの使用時間帯の電気料金管理はエネルギーのタイムシフトに似ていますが、唯一の違いは、ユーザーの使用時間帯の電気料金管理は電力負荷を調整するための使用時間帯の電気料金システムに基づいているのに対し、エネルギーはタイムシフトとは、電力負荷曲線に従って発電量を調整することです。
キャパシティチャージ管理
私の国は、電力供給部門の大企業向けに 2 つの部分からなる電力料金システムを導入しています。電力料金とは、実際の取引電力に応じて請求される電力料金を指し、容量電力料金は主にユーザーの最大値に依存します。消費電力。容量コスト管理とは、通常の運用に影響を与えることなく最大消費電力を削減することで容量コストを削減することを指します。ユーザーはエネルギー貯蔵システムを使用して、低電力消費期間中にエネルギーを貯蔵し、ピーク期間中に負荷を放電することで、全体の負荷を軽減し、容量コストを削減するという目的を達成できます。
電力品質の向上
電力システムの動作負荷の変動性と機器負荷の非線形性により、ユーザーが取得する電力には電圧や電流の変化、周波数の偏差などの問題が発生します。現時点では、電力の品質は劣悪です。システム周波数変調と無効電力のサポートは、発電側と送配電側で電力品質を向上させる方法です。ユーザー側では、エネルギー貯蔵システムは、分散型太陽光発電システムにおける電圧の上昇、ディップ、ちらつきなどの問題を解決するためにエネルギー貯蔵を使用するなど、電圧と周波数の変動を平滑化することもできます。電力品質の向上は、典型的な電力アプリケーションです。具体的な放電市場と動作周波数は実際のアプリケーションシナリオによって異なりますが、一般に応答時間はミリ秒レベルであることが必要です。
電源の信頼性の向上
エネルギー貯蔵は、マイクログリッド電源の信頼性を向上させるために使用されます。つまり、停電が発生した場合、エネルギー貯蔵は貯蔵されたエネルギーをエンドユーザーに供給し、障害修復プロセス中の停電を回避し、電源の信頼性を確保します。 。この用途におけるエネルギー貯蔵装置は、高品質と高信頼性の要件を満たす必要があり、具体的な放電時間は主に設置場所に関係します。
投稿日時: 2023 年 8 月 24 日