Energiatároló rendszer-A támogatott megújulóenergia-hálózati csatlakozási megoldások alapvetően két típusra oszthatók: AC párhuzamos csatlakozásra és egyenáramú csatolásra.
A váltóáramú párhuzamos csatlakozási megoldás, amint az az ábrán is látható, a megújuló energiával működő elektromos hálózatra{0}}csatlakozott berendezésekre, például fotovoltaikus inverterekre vagy szélturbina-átalakítókra vonatkozik, amelyek a váltakozó áramú táphálózaton keresztül csatlakoznak egy energiatároló átalakítóhoz (PCS). Az EMS egységes koordinációja és irányítása alatt olyan funkciókat lát el, mint a csúcsborotválkozás és a völgyfeltöltés, az előrejelzés pontosságának javítása és a simítás.
A váltóáramú párhuzamos csatlakozási sémák fő előnyei közé tartozik az egyszerű és tiszta elektromos csatlakozások az eszközök között, a funkcionális szétkapcsolás, valamint a berendezésfejlesztési és gyártási folyamatok egyszerű szabványosítása; A fő hátrányok a vezetékek és a csatlakoztatott berendezések magasabb költségei, a PCS-hez szükséges gyorsabb vezérlési válaszsebesség, valamint a többszörös energiaátalakítás alacsonyabb hatékonysága.
A csatolási séma hatékonyan tudja kihasználni a legtöbb megújulóenergia-hálózathoz{0}}kapcsolt áramtermelő rendszerben rejlő egyenáramú összeköttetést, közvetlenül hozzáadva az akkumulátoros energiatároló eszközöket, hogy csökkentsék a megújuló energia többszörös energiaátalakítását. Ez javítja a rendszer hálózati csatlakozását és energiatárolási hatékonyságát; közvetlenül hasznosítja a meglévő megújulóenergia-hálózathoz{2}}csatlakozott berendezéseket és hálózati csatlakozási csatornákat, így nincs szükség a váltakozó áramú berendezések bővítésére, és csökkenti a hardverberuházási költségeket. A vezérlőrendszer és a meglévő megújulóenergia-hálózatra-csatlakozott berendezések között azonban van csatolás, melynek tömítettsége az eredeti megújulóenergia-rendszer hálózati csatlakozási vezérlési módjától függ.
Egy teljes -teljesítményű szélturbina hálózatra-csatlakozott átalakító példájaként, amint az az ábrán látható, ez általában egy AC-DC-AC "hátra-hátra-hátra" szerkezet. A hálózati-oldali konverter DC-oldali feszültségszabályozási módban, míg a turbina-oldali konverter szélturbina teljesítményszabályozási módban vagy nyomatékszabályozási módban működik. A kettőt az egyenáramú oldal választja el egymástól, és egymástól függetlenül vezérelhető, a DC oldalon lévő nagy kondenzátortelep pufferként és szétkapcsoló mechanizmusként működik. Ezért a BESS bizonyos kapacitásának az egyenáramú oldalra történő csatlakoztatásával integrált szél- és energiatároló rendszer kialakítása érdekében a szélturbina hálózatra kapcsolt teljesítménye jól szabályozható, és az energia idővel továbbítható anélkül, hogy jelentős hatással lenne a szélturbina-rendszerre, különösen a szélturbina-átalakító vezérlésére.
Alapvető vezérlési elve a következő: A helyi vezérlő beállítja a működési módot, például a csúcs borotválkozását és a völgy feltöltését, az előrejelzési pontosság javítását vagy a simítást, és integrálja a hálózatelosztási információkat, hogy egy adott pillanatban generálja a teljes hálózatra{0}}kapcsolt teljesítménycél parancsot ∑P* a szél{1}}tárolórendszer számára; figyeli a P szélturbinás energiatermeléstNEés az energiatároló rendszer állapotát valós időben, és átfogóan kiszámítja és generálja az energiatároló rendszer töltési és kisütési vezérlőparancsát P*BESS:
A BESS egy DC/DC átalakítón keresztül vezérli a szélturbinát, követve a P*BESSparancsok a szélturbina-átalakító egyenáramú oldala és az akkumulátor közötti energiatárolás és -leadás elérésére; a hálózati-oldali konverter egyenirányító üzemmódban működik, stabilizálja a Vde egyenáramú oldali feszültséget, hogy elérje a szélturbina teljes hálózatra-kapcsolt teljesítményét ∑P:
Amikor az energiatároló rendszer SOC-ja kritikus túltöltési állapotban van, a helyi vezérlőnek korlátoznia kell a P* kimeneti parancsot is.NEa szélturbina fővezérlőjének ütemezésével, hogy megvalósítsa a szélturbina teljesítmény{0}}korlátozott működését.
A vezérlőrendszer egyszerűsített diagramja az ábrán látható. Vdcés Urácsmegfelelnek a szélturbina-átalakító DC-oldali feszültségének, illetve a hálózat fázisfeszültségének effektív értékeinek; énBEss, Idc, INE, és énrácsmegfelelnek az energiatároló rendszer töltő- és kisütő áramának, a szélturbina rács-oldali konverterének egyenáramának (az áram-oldalsó busz kondenzátortelepről áramlik a hálózatra-oldalsó átalakító IGBT hídkar), a szélturbina gép-oldalsó átalakítójának egyenáramának-a hídoldali konverterről{{4} DC-oldalsó busz kondenzátortelep), és a szélturbina rács-oldali átalakítójának hálózatra-kapcsolt árama (azaz a széltároló rendszer teljes hálózatra{10}}kapcsolt árama).
A duplán{0}}táplált indukciós generátoros (DFIG) szélturbináknál az energiatermelő rendszer (PNE) a rotor-oldali és az állórész-oldali kimeneti teljesítményből is áll, amelyet a helyi vezérlőnek átfogóan figyelembe kell vennie az energiatároló rendszer teljesítményparancsának kiszámításakor.
Látható, hogy a szél-tároló rendszerben mind a hálózati-oldali konverter, mind a turbina-oldali konverter fenntartja az eredeti DC-oldali feszültségszabályozási módot és a turbina-oldali teljesítményszabályozási módot, anélkül, hogy a vezérlési algoritmuson bármiféle változtatásra lenne szükség. A széltároló rendszer állapotinformációinak időszerű és pontos beszerzése azonban kulcsfontosságú a helyi vezérlő számára az energiatároló rendszer és a fő szélturbina vezérlőrendszer egységes vezérléséhez.
A párhuzamos fotovoltaikus{0}}egyenáramú tárolórendszer vezérlési sémája az ábrán látható. Ez a szabályozási séma nincs hatással a fotovoltaikus inverter működésére, amely mindig az energiatároló rendszer csúcs-terhelési üzemmódjában vagy rövid-távú teljesítmény-korlátozási üzemmódjában működik. Az energiatároló rendszer a helyi vezérlővel együttműködve gyors teljesítményszabályozást hajt végre annak érdekében, hogy a fotovoltaikus tárolórendszer hálózatra csatlakoztatott-teljesítményét a megengedett szabályozási hiba sávszélességen belül tartsa.
Az új energiaforrások hálózati csatlakozásának segítése a BESS (Balanced Energy Storage System) nagyon fontos alkalmazási területe. Ellenőrzési időskála szempontjából ez felosztható óránkénti csúcs-kitöltésre és percenkénti-szintű előrejelzési pontosság javítására és az ingadozások kisimítására. Az előbbi teljes mértékben kihasználja a meglévő hálózat kapacitását új energiaforrások befogadására, és csökkenti...
A megújulóenergia-hálózati csatlakozás segítése a Baseline Energy Saving System (BESS) alapvető alkalmazási területe. Időskála szempontjából ez felosztható óránkénti csúcsborotválkozásra és völgyfeltöltésre, valamint az előrejelzés pontosságának és az ingadozások kisimításának perc-szintű javulására. Előbbi a meglévő hálózat megújuló energia kapacitásának teljes kihasználása, a hagyományos egységkészletek csökkentése vagy a megújuló energiaforrások elhúzódó visszafogásának elkerülése szempontjából jelentős. Utóbbi a megújuló energiatermelés előrejelző technológiákkal együtt javítja a megújuló energia hálózati csatlakozásának tervezését és elküldhetőségét, javítja a hálózatbarátságot, csökkenti a hálózati gyors frekvenciaszabályozási erőforrások lefoglalását.
A gyakorlati projektekben a csúcsborotválkozási és völgytöltési alkalmazásokhoz olyan BESS-rendszerek szükségesek, amelyek több órányi áram tárolására vagy leadására képesek, ami nagy-kapacitású akkumulátoregységeket tesz szükségessé. A jelenlegi üzleti modellek szerint ennek a funkciónak az egyszerű alkalmazása gyakran gazdaságtalan, vagy jelentős kockázattal jár a szezonálisan csökkenő gazdasági haszonnal kapcsolatban. A megújulóenergia-termelés előrejelzési pontosságának és a BESS teljesítményszabályozási algoritmusainak folyamatos fejlesztésével azonban teljesen lehetséges a percnyi -szintű BESS-támogatott megújulóenergia-hálózati csatlakozási funkciók integrálása a csúcs borotválkozási és völgytöltési projektekbe. Ez lehetővé teszi a projekt számára, hogy átfogó alkalmazásokat hajtson végre egy EMS vagy helyi vezérlő által egységes felügyelet mellett, akár időmegosztással,{6}}vagy egyidejűleg, javítva ezzel a projekt általános gazdasági hatékonyságát. Ezen túlmenően, figyelembe véve az előrejelzési pontosság és a simító funkciók javításához szükséges teljesítmény- és kapacitáskonfigurációs követelményeket, ezeknek az alkalmazásoknak a többsége alacsony-teljesítményű, nagy-frekvenciás teljesítményű{10}} típusú energiatárolást foglal magában. Ezért ezeknek a funkcióknak a hozzáadása viszonylag korlátozott hatással van a meglévő csúcs{12}}borotválkozási és völgy{13}betöltési projektek konfigurációjára, ami műszakilag megvalósíthatóvá teszi.