Tehnologiile de urmărire a rețelei și de formare a rețelei ale sistemelor de stocare a energiei reprezintă două moduri de lucru diferite, care au diferențe semnificative în ceea ce privește rolurile, caracteristicile funcționale și scenariile de aplicare în sistemul energetic.
Diferenţă
Metoda de conectare la rețea:
Ambele sunt conectate la rețea prin invertoare, dar principiile lor de funcționare sunt diferite. Echipamentul conectat la rețea funcționează ca sursă de curent, bazându-se pe referința de tensiune furnizată de rețeaua de alimentare externă pentru a-și sincroniza propria ieșire; Și echipamentul de construcție a rețelei este ca o sursă de tensiune, capabilă să formeze independent tensiune și frecvență stabilă fără suport extern al rețelei electrice.
Contribuție la stabilitate:
Stocarea de energie conectată la rețea funcționează în principal într-un mediu de rețea stabil și nu are capacitatea de a furniza suport pentru tensiune sau frecvență; Dimpotrivă, stocarea energiei pe bază de rețea continuă să furnizeze energie sarcinilor în timpul defecțiunilor rețelei și ajută la menținerea stabilității și fiabilității rețelelor electrice locale.
Scenarii de aplicare:
Următorul tip de rețea este potrivit pentru utilizarea în rețele electrice mari cu stabilitate bună, cu cost redus și implementare ușoară; Tipul de rețea este mai potrivit pentru aplicarea în sisteme de generare a energiei distribuite, microrețele sau zone îndepărtate, în special în situațiile în care este necesară o reacție rapidă sau o capacitate mare de suprasarcină pe termen scurt.
Avantaje și dezavantaje
Urmați tipul de rețea
Avantaje: Structură simplă și fiabilă, cost de investiție inițial scăzut; Ușor de integrat în infrastructura electrică existentă.
Dezavantaj: Lipsa capacității de suport pentru rețeaua electrică, imposibilitatea de a menține în mod independent funcționarea în caz de instabilitate a rețelei.
Tip de rețea
Avantaje: Construirea independentă a rețelei electrice, oferind suport pentru tensiune și frecvență; Având o flexibilitate și o adaptabilitate mai puternice, mai ales atunci când se confruntă cu situații neașteptate.
Dezavantaje: Cerințele tehnice relativ complexe sunt mai mari, investiția inițială este mai mare, iar dificultatea de proiectare și implementare este, de asemenea, mai mare.
Exemplu
Urmați exemplul de rețea
Un sistem de stocare a energiei bateriei cu litiu de 500 kW/1 MWh a fost instalat într-un parc industrial din sudul Chinei. Sistemul adoptă o rețea care urmează PCS (Sistemul de conversie a puterii) și este utilizat în principal pentru bărbierirea vârfurilor, umplerea văii și producția uniformă de energie nouă. În acest proiect, sistemul de stocare a energiei este cuplat cu centrala fotovoltaică și conectat la rețeaua electrică. Sistemul de control EMS este utilizat pentru controlul coordonat pentru a optimiza economia de energie electrică a întregului parc.
Exemplu de tip de construcție a rețelei
State Grid Corporation din China a lansat un raport privind controlul rețelei de stocare a energiei și testarea conexiunii la rețea pentru 2024, care a menționat că indicatorii cheie de performanță, cum ar fi reglarea frecvenței primare, răspunsul la inerție și controlul amortizarii sistemului de stocare a energiei de tip rețea, au fost verificați prin testarea propriu-zisă.
De exemplu, într-un test de reglare a frecvenței, sistemul de stocare a energiei de tip rețea a demonstrat o viteză excelentă de răspuns dinamic, capabil să ajusteze puterea activă în milisecunde, ajutând rețeaua electrică să restabilească rapid stabilitatea frecvenței.
Compararea parametrilor
PCS conectate la rețea: caracterizate de obicei prin caracteristicile sursei de curent, cu puterea de ieșire foarte afectată de condițiile rețelei, potrivite pentru gestionarea energiei în mediile convenționale ale rețelei. O aplicație tipică este sistemul de stocare a energiei bateriei cu litiu de 500kW/1MWh în cazul de mai sus, a cărui sarcină principală este să urmărească schimbările din rețeaua de energie și să asigure schimbul de energie fără probleme.
PCS de tip rețea: prezintă caracteristicile sursei de tensiune, capabile să ajusteze activ tensiunea și frecvența de ieșire și să mențină continuitatea alimentării cu energie electrică chiar și în cazul întreruperii rețelei. Aceste tipuri de sisteme sunt adesea echipate cu algoritmi și tehnologii de control mai avansate, cum ar fi strategiile de control al sincronizării puterii, care le permit să ajusteze direct puterea activă/reactivă atunci când ieșirea fluctuează din partea producției de energie.
Există diferențe fundamentale în strategiile de control ale tehnologiilor de stocare a energiei de urmărire a rețelei și de formare a rețelei, care se reflectă în modul în care acestea interacționează cu rețeaua, răspund la schimbările din rețea și tipurile de servicii pe care le oferă.
Diferențele specifice dintre cele două strategii de control tehnic:
Obiective de control
Controlul în urma rețelei: Miezul său este de a urmări starea rețelei electrice, adică invertorul își ajustează ieșirea în funcție de tensiunea și frecvența rețelei electrice. În cadrul acestei metode de control, invertorul este privit ca o sursă de curent, care injectează cât mai multă energie electrică în rețea și se deconectează automat pentru a se proteja în cazul unor perturbări ale rețelei. Prin urmare, sarcina principală a controlului în urma rețelei este de a maximiza utilizarea energiei noi în cadrul rețelei electrice existente.
Controlul tipului de rețea: urmărește simularea comportamentului generatoarelor sincrone tradiționale, stabilirea și menținerea activă a nivelurilor de tensiune și frecvență ale rețelelor electrice locale. Aceasta înseamnă că, chiar și fără suport extern al rețelei de alimentare, invertoarele de tip rețea pot forma un mediu stabil de alimentare cu energie. Invertoarele de tip rețea sunt în esență surse de tensiune care scot tensiune și frecvență prin semnale interne ale parametrilor de tensiune. Ele pot funcționa independent sau în paralel cu alte surse de alimentare.
Mecanismul de răspuns
Controlul de urmărire a rețelei: Datorită faptului că se bazează pe rețelele electrice externe pentru a furniza semnale de referință, invertoarele de urmărire a rețelei pot să nu poată oferi suport eficient rețelei atunci când apar defecțiuni sau fluctuații anormale și pot alege să se deconecteze în scopuri de autoprotecție. De exemplu, în condiții de trecere de joasă tensiune (LVRT) sau de înaltă tensiune (HVRT), invertoarele conectate la rețea trebuie să reducă rapid puterea de ieșire sau chiar să oprească complet generarea de electricitate pentru a evita deteriorarea echipamentelor.
Controlul tipului de rețea: Cu o capacitate mai puternică de „deplasare”, poate funcționa continuu în timpul defecțiunilor rețelei electrice și poate injecta curentul de scurtcircuit necesar sau elibera energia cinetică în sistem, ajutând la restabilirea stabilității tensiunii și frecvenței. Acest lucru face ca invertoarele de tip rețea să fie mai potrivite pentru aplicațiile care necesită o stabilitate ridicată a rețelei, cum ar fi microrețele sau sisteme independente de alimentare cu energie în zone îndepărtate.
Caracteristicile serviciului
Controlul în urma rețelei: servește în principal gestionării energiei, cum ar fi reducerea vârfurilor și umplerea văii, netezirea producției de energie intermitentă etc. Acest tip de aplicație apare de obicei în medii de rețea electrică mare, unde rețeaua în sine are suficientă inerție și putere pentru a absorbi orice instabilitate potențială .
Controlul tipului de rețea: Pe lângă managementul energiei, oferă și servicii auxiliare importante, inclusiv, dar fără a se limita la, suport rapid de tensiune, răspuns la inerție, reglarea frecvenței primare etc. Aceste funcții sunt cruciale pentru îmbunătățirea nivelului curentului de scurtcircuit al sistemului. și creșterea rezistenței rețelei electrice.
Algoritm de control
Controlul în urma rețelei: în general, algoritmul de urmărire a puterii maxime (MPPT) este utilizat pentru a asigura eficiența maximă de utilizare a energiei noi, cooperând în același timp cu tehnologia buclei blocate în fază (PLL) pentru a realiza sincronizarea cu rețeaua electrică.
Controlul tipului de rețea: se bazează mai mult pe algoritmi avansați, cum ar fi Droop Control și Virtual Synchronous Machine (VSG), care imită comportamentul dinamic al generatoarelor sincrone pentru a se adapta mai bine la procesele tranzitorii ale sistemelor de alimentare.
