Технологии слежения за сеткой и формирования сетки систем хранения энергии представляют собой два разных режима работы, которые имеют существенные различия в своей роли, функциональных характеристиках и сценариях применения в энергосистеме.
Разница
Способ подключения к сети:
Оба подключены к сети через инверторы, но принципы их работы различны. Подключенное к сети оборудование работает как источник тока, полагаясь на опорное напряжение, обеспечиваемое внешней энергосистемой, для синхронизации своего собственного выхода; А оборудование для построения сети похоже на источник напряжения, способный самостоятельно формировать стабильное напряжение и частоту без поддержки внешней электросети.
Вклад в стабильность:
Подключенное к сети хранилище энергии в основном работает в стабильной сетевой среде и не имеет возможности обеспечивать поддержку напряжения или частоты; Напротив, сетевое хранилище энергии продолжает снабжать электроэнергией нагрузки во время сбоев в сети и помогает поддерживать стабильность и надежность местных энергосетей.
Сценарии применения:
Следующий тип сети подходит для использования в крупных электросетях с хорошей стабильностью, низкой стоимостью и простотой реализации; Тип сети больше подходит для применения в системах распределенной генерации электроэнергии, микросетях или отдаленных районах, особенно в ситуациях, когда требуется быстрое реагирование или кратковременная высокая перегрузочная способность.
Преимущества и недостатки
Следите за типом сети
Преимущества: Простая и надежная конструкция, низкие первоначальные инвестиционные затраты; Легко интегрируется в существующую энергетическую инфраструктуру.
Недостаток: Отсутствие возможностей обеспечения электросети, невозможность самостоятельно поддерживать работу в случае нестабильности сети.
Тип сети
Преимущества: Самостоятельное построение электросети, обеспечение напряжения и частоты; Обладает большей гибкостью и адаптируемостью, особенно в неожиданных ситуациях.
Недостатки: относительно сложные технические требования выше, первоначальные инвестиции больше, а также выше сложность проектирования и реализации.
Пример
Следуйте примеру сети
Система хранения энергии на литиевых батареях мощностью 500 кВт/1 МВт была установлена в промышленном парке на юге Китая. Система использует сетку, соответствующую PCS (системе преобразования мощности), и в основном используется для сглаживания пиков, заполнения впадин и плавной выдачи новой энергии. В этом проекте система хранения энергии соединена с фотоэлектрической электростанцией и подключена к электросети. Система управления EMS используется для скоординированного управления с целью оптимизации экономии электроэнергии всего парка.
Пример типа построения сети
Государственная сетевая корпорация Китая опубликовала отчет об управлении сетью хранения энергии и испытаниях подключения к сети за 2024 год, в котором упоминается, что ключевые показатели эффективности, такие как регулирование первичной частоты, инерционный отклик и контроль демпфирования системы хранения энергии сетевого типа, были проверены с помощью фактическое тестирование.
Например, в тесте регулирования частоты система накопления энергии сетевого типа продемонстрировала отличную скорость динамического реагирования, способную регулировать выходную активную мощность в течение миллисекунд, помогая электросети быстро восстановить стабильность частоты.
Сравнение параметров
PCS, подключенные к сети: обычно характеризуются характеристиками источника тока, выходная мощность которых сильно зависит от условий сети, подходит для управления энергопотреблением в обычных сетевых средах. Типичным применением в приведенном выше случае является система накопления энергии на литиевых батареях мощностью 500 кВт/1 МВтч, основная задача которой — отслеживать изменения в энергосистеме и обеспечивать плавный обмен энергией.
Тип PCS сети: представляет характеристики источника напряжения, способен активно регулировать выходное напряжение и частоту, а также поддерживать непрерывность электропитания даже в случае отключения сети. Системы такого типа часто оснащены более совершенными алгоритмами и технологиями управления, такими как стратегии управления синхронизацией мощности, которые позволяют им напрямую регулировать активную/реактивную мощность, когда выходная мощность колеблется на стороне выработки электроэнергии.
Существуют фундаментальные различия в стратегиях управления технологиями хранения энергии, следящими за сетью и формирующими сеть, которые отражаются в том, как они взаимодействуют с сетью, реагируют на изменения в сети и в типах услуг, которые они предоставляют.
Конкретные различия между двумя стратегиями технического контроля:
Цели контроля
Контроль за сетью: его суть заключается в отслеживании состояния электросети, то есть инвертор регулирует свою выходную мощность в соответствии с напряжением и частотой электросети. При этом методе управления инвертор рассматривается как источник тока, который подает в сеть как можно больше электрической энергии и автоматически отключается, чтобы защитить себя в случае сбоев в сети. Таким образом, основная задача управления энергосистемой заключается в максимальном использовании новой энергии в рамках существующей энергосистемы.
Управление типом сети: направлено на имитацию поведения традиционных синхронных генераторов, активное установление и поддержание уровней напряжения и частоты в местных электросетях. Это означает, что даже без поддержки внешней электросети инверторы сетевого типа могут формировать стабильную среду электроснабжения. Инверторы сетевого типа по сути являются источниками напряжения, которые выводят напряжение и частоту через внутренние сигналы параметров напряжения. Они могут работать независимо или параллельно с другими источниками питания.
Механизм реагирования
Контроль за сетью: из-за того, что инверторы, следующие за сетью, полагаются на внешние энергосети для обеспечения опорных сигналов, могут оказаться не в состоянии обеспечить эффективную поддержку сети при возникновении сбоев или аномальных колебаний и могут отключиться в целях самозащиты. Например, в условиях работы при низком напряжении (LVRT) или при высоком напряжении (HVRT) инверторам, подключенным к сети, необходимо быстро снизить выходную мощность или даже полностью прекратить выработку электроэнергии, чтобы избежать повреждения оборудования.
Управление по типу сети: благодаря более мощной способности «проходить через» он может непрерывно работать во время сбоев в электросети и подавать необходимый ток короткого замыкания или высвобождать кинетическую энергию в систему, помогая восстановить стабильность напряжения и частоты. Это делает инверторы сетевого типа более подходящими для приложений, требующих высокой стабильности сети, таких как микросети или независимые системы электроснабжения в отдаленных районах.
Характеристики обслуживания
Контроль за сетью: в основном служит для управления энергопотреблением, например, для сглаживания пиков и заполнения впадин, сглаживания прерывистой выработки энергии и т. д. Этот тип применения обычно встречается в крупных энергосистемах, где сама сеть обладает достаточной инерцией и прочностью, чтобы компенсировать любую потенциальную нестабильность. .
Управление типом сети: помимо управления энергопотреблением, он также предоставляет важные вспомогательные услуги, включая, помимо прочего, быструю поддержку напряжения, реакцию инерции, регулирование первичной частоты и т. д. Эти функции имеют решающее значение для повышения уровня тока короткого замыкания в системе. и повышение устойчивости энергосистемы.
Алгоритм управления
Контроль за сетью: как правило, алгоритм отслеживания максимальной мощности (MPPT) используется для обеспечения максимальной эффективности использования новой энергии при взаимодействии с технологией фазовой автоподстройки частоты (PLL) для достижения синхронизации с электросетью.
Управление типом сети: больше опирается на передовые алгоритмы, такие как Droop Control и Virtual Synchronous Machine (VSG), которые имитируют динамическое поведение синхронных генераторов, чтобы лучше адаптироваться к переходным процессам энергосистем.
