При непрерывном увеличении доли летучей новой энергии, такой как энергия ветра и фотоэлектрика в силовой сетке, способность регулирования частоты традиционной тепловой выработки постепенно не может соответствовать требованиям стабильности энергетической сетки. Контейнеры для хранения энергии стали «новой любимой» рынка вспомогательного обслуживания энергосистемы с миллисекундной скоростью отклика, высоким сроком службы и гибким характеристиками развертывания. Они играют незаменимую роль в регуляции первичной частоты, регуляции вторичной частоты, пиковой бритье и заполнении долины и переопределяют стабильный режим управления энергосистемой.
1 миллисекундный отклик уровня: «высокоскоростный регулятор» для регулирования частоты энергосистемы
Стабильность частоты мощности сетки (50 Гц ± 0,2 Гц в Китае) является индикатором ядра для безопасной работы энергосистемы. Когда нагрузка внезапно увеличивается, или выход новой энергии резко падает, частота мгновенно отклонится от стандартного значения. Если не отрегулировать во времени, это может вызвать крупномасштабные перебои в электроэнергии. Время частотной характеристики традиционных тепловых единиц, как правило, составляет 10-30 секунд, в то время как скорость отклика контейнеров для хранения энергии может составлять всего 50 миллисекунд, что более чем в 200 раз больше, чем у единиц тепловой энергии. Они могут быстро вмешиваться на ранних стадиях колебаний частоты и подавлять расширение отклонения.
В регулировании частоты контейнер для хранения энергии инерции инерции синхронного генератора посредством «управления виртуальной инерцией». Когда скорость изменения частоты в сетке питания превышает 0,1 Гц/с, система хранения энергии автоматически высвобождает или поглощает активную мощность. Каждая группа контейнеров для хранения энергии 100 МВт/20 МВт может обеспечить 50 МВт мгновенной регуляции, что эквивалентно частотному вкладу модуляции двух тепловых единиц 300 МВт. Проект контейнера для хранения энергии, поддерживающий ветряную ферму в миллион киловатт в Цзянсу, увеличил частотную квалификацию подключения к ветроэнергетической сетке с 98,5% до 99,9% за счет услуги по регулированию частоты, снижая штрафы более 3 миллионов юаней в год из -за частоты, превышающей стандарт.
Вторичное регулирование частоты проверяет непрерывную регулирующую способность системы хранения энергии. Контейнеры для хранения энергии должны поддерживать стабильную выходную мощность в течение 1-5 минут в соответствии с инструкциями по отправке сетки, чтобы компенсировать остаточные отклонения после регулирования частоты. Контейнер принимает гибридное решение для хранения энергии «литиевого железа фосфата+суперконденсатор», который может сбалансировать плотность энергии и плотность энергии: суперконденсатор отвечает за воздействие мощности в первые 10 секунд, а литийная батарея вызывает непрерывную корректировку, что делает вторичную частоту, точность защиты от 20 млдюймовой батареи, которая является более высокой, чем на три года.
2 пиковые бритья и заполнение долины: «Эксперт по энергетическому арбитражу» на рынке электроэнергии
На рынке электроэнергии, где существует значительная разница между пиковыми и долитными ценами на электроэнергию, контейнеры для хранения энергии могут обеспечить как пиковое бритье, так и наполнение долины для энергосистемы, а также стабильную прибыль для инвесторов, посредством арбитражной модели «зарядки долины и пикового разряда». В качестве примера, принимая Шанхай, в 2024 году цена на электроэнергию в часы пик (10: 00-11: 00, 14: 00-15: 00) достигнет 1,2 юаня/кВтч, в то время как в течение не пик (0: 00-7: 00) он будет только 0,25 юаня/кВтч, с разницей в цене почти 5 раз. Группа контейнеров для хранения энергии на 100 МВтч может завершить один цикл зарядки и разрядки в день, с ежедневной прибылью около 80000 юаней после вычета убытков и годовой прибыль в размере более 29 миллионов юаней. Период окупаемости инвестиций может контролироваться в течение 5-6 лет.
В ответ на феномен «ограничения ветровой и солнечной энергии», вызванного быстрой развитием новой энергии, контейнеры для хранения энергии могут быть заряжены во время полуденного пика фотоэлектрической мощности и разгружены во время вечерней пиковой нагрузки, улучшая скорость поглощения чистой энергии. Проект контейнера для хранения энергии на 500 МВтч, поддерживающий фотоэлектрическую базу в Гансу, может увеличить ежегодное потребление фотоэлектрического производства на 120 миллионов кВтч, снизить уровень сокращения с 15% до ниже 5% и обеспечить пиковую пропускную способность 100 МВт для силовой массы, получая пиковые субсидии бритья примерно в 20 миллионов юаней в год.
Услуги резервного копирования пропускной способности являются еще одним источником дохода для контейнеров для хранения энергии. В периоды пиковой нагрузки сетки энергоснабжения система хранения энергии служит резервным источником питания для поддержания горячего резервного состояния, готового к нехватке питания в любое время и получает субсидии на основе резервного копирования. Контейнер для хранения энергии в 20 мВтч в промышленном парке в Гуандуне может принести дополнительный годовой доход в 1,2 млн. Юаней, участвуя в рынке резерва мощности, что эквивалентно снижению затрат на электроэнергию на 0,15 юаня на час киловатта.
3 модульный кластер: «Эластичный корпус» вспомогательных услуг сетки
Модульная природа контейнеров для хранения энергии позволяет им быстро обращаться с «кластерами по регулированию частоты» и гибкой корректировкой их масштаба в соответствии с потребностями энергосбережения. Один 20-футовый контейнер может обеспечить 5-10 МВтч от емкости для хранения энергии. Благодаря технологии управления кластером сотни контейнеров могут образовывать электроэнергию на хранение энергии на уровне ГВт, отвечая на крупномасштабные потребности в регулировании электроэнергии в энергосистеме. Проект хранения энергии VISTRA в Техасе, США, состоит из системы 1,2 Гм, состоящей из 400 контейнеров для хранения энергии. В течение пикового периода потребления электроэнергии летом 2023 года он предоставит услуги по регулированию частоты более 500 раз в день, стабилизируя местную частоту энергосистемы.
Ядром технологии управления кластером является платформа управления виртуальной электростанцией (VPP). Платформа собирает SOC в режиме реального времени (состояние заряда), выходную мощность и другие данные каждого контейнера через 5G Communication. Используя алгоритмы прогнозирования моделей, он уравновешивает время зарядки и сброса каждого контейнера при соблюдении инструкций сетки, тем самым продлевая общую продолжительность жизни кластера на 10%. В проекте кластера хранилища энергии определенной энергосистемы провинции платформа VPP контролировала различия в зарядке и разряде в 100 контейнеров в пределах 5%, избегая преждевременного ухода на пенсию отдельного оборудования из -за чрезмерного использования.
Возможности Black Start - это окончательная гарантия кластеров контейнеров для хранения энергии. Когда в силовой сетке наблюдается крупномасштабный отключение электроэнергии, кластер для хранения энергии может служить черным источником питания для подачи питания для вспомогательного оборудования на тепловых электростанциях и гидроэнергетических заводах, помогая основному источнику питания возобновить работу. Колстер контейнеров 100 МВтч определенной электроэнергии для хранения энергии в провинции Чжэцзян был проверен с помощью черных стартовых тестов, чтобы обеспечить мощность запуска для двух тепловых единиц 600 МВт в течение 30 минут, что сокращает время восстановления сетки мощности до менее чем 2 часа и уменьшив ее на 4 часа по сравнению с традиционными схемами черного начала.
Широкое применение контейнеров для хранения энергии в области вспомогательных служб сетки отмечает преобразование энергосистемы из «источника после нагрузки» в «координацию хранилища нагрузки на нагрузку». Эти гибкие «регуляторы энергетики» не только повышают стабильность энергетической сетки и способность поглощать новую энергию, но также получают значительные преимущества за счет участия в рынке электроэнергии, создавая беспроигрышную модель «социальных выгод+экономических выгод», обеспечивая ключевую поддержку для строительства новых энергетических систем.