Grunnsamsetning og vinnandi meginregla ljósgeymslukerfis
Orkugeymslukerfi ljósgeislunarstöðva er mjög samþætt orkustjórnunarkerfi, þar sem meginhlutverkið er að ná fram landfræðilegri þýðingu raforku og leysa hlé og sveiflukennd vandamál ljósgeislaframleiðslu. Kerfið samanstendur aðallega af kjarnaþáttum eins og ljósgeislunareiningum, orkugeymslu rafhlöðupakkningum, tvíátta breytum (PCS), orkustjórnunarkerfi (EMS) og dreifikerfi, sem mynda fullkomna vinnu lykkju.
Sem orkuinntakslok kerfisins nota Photovoltaic einingar stakan kristal kísill eða fjölkristallaða kísiltækni, með umbreytingarvirkni sem nær yfirleitt 18% -22%. Við venjulegar prófunarskilyrði (STC) getur árleg orkuvinnsla hverrar kilowatt af ljósgeislunareiningunni náð 1200-1600 kWh, allt eftir landfræðilegri staðsetningu og uppsetningarhorni. Eftir að DC rafmagninu sem myndast af íhlutunum er safnað í gegnum Combiner kassann er sumum af því breytt beint í AC rafmagn af inverterinu til að útvega álagið eða vera tengt við ristina, en hinn hlutinn er hlaðinn fyrir orkugeymslu rafhlöðu í gegnum DC\/DC breytirinn.
Orkugeymsla rafhlöðupakkinn er kjarnaorkugeymslumiðill kerfisins. Sem stendur er almenn notkun litíum járnfosfat rafhlöður (LFP), með einni frumuspennu 3,2V, orkuþéttleiki 160-200 wh\/kg og hringrásarlíf yfir 6000 sinnum (80% varðveisluhlutfall). Rafhlöðustjórnunarkerfið (BMS) fylgist með spennu, hitastigi og SOC stöðu hverrar rafhlöðu í rauntíma til að tryggja að kerfið gangi innan öruggs sviðs. Háþróaður BMS getur einnig náð virkri jafnvægi, stjórnað spennumun milli einstakra frumna í rafhlöðupakkanum innan ± 50MV, sem lengir rafhlöðuna verulega.
Tvíátta breytir (PCS) er lykilbúnaður sem tengir DC orkugeymslukerfi við AC rafmagnsnet. Nútíma tölvur nota IGBT eða SIC orkubúnað og skilvirkni umbreytingarinnar getur orðið yfir 98%. Kjarnaaðgerðir þess fela í sér: að ná fram tvíátta umbreytingu milli AC og DC, aðlaga framleiðsla aflstuðla (venjulega innan ± 0. 9), sem veitir litla spennuferð í gegnum (LVRT) getu osfrv. Ef um bilun í raforku er, getur PCS lokið stillingu innan 2ms til að tryggja stöðugan kerfisaðgerð.
Orkustjórnunarkerfið (EMS) er heili alls kerfisins og samþykkir stigveldisstýringararkitektúr. Efra lagið tekur ákvarðanir um tímasetningu orku sem byggðar eru á gervigreind reikniritum en neðra lagið nær stjórn tækisins í gegnum PLC. Dæmigerðar aðgerðir fela í sér: Photovoltaic Power Production Prediction (með LSTM taugakerfi, 24- klukkustunda spávilla<8%), load demand forecasting, economic optimization scheduling, etc. Modern EMS also supports remote monitoring and fault diagnosis, and achieves cloud management through 4G/5G networks.
Rafmagnsdreifikerfið inniheldur spennir, rofa, hlífðartæki osfrv., Með spennustigi venjulega af 0. 4kV eða 10kV. Kerfishönnunin verður að uppfylla staðlaðar kröfur eins og GB\/T 36547-2018 „Tæknilegar reglugerðir um rafefnafræðilega orkugeymslukerfi sem eru tengd dreifikerfi“ til að tryggja öryggi nettengingar. Aðgerðir and -afturflæðisverndar og eyjuvörn eru nauðsynlegar og kröfur um verndun aðgerða er minna en 200ms.
Samanburður og val á almennum orkugeymslutækni
Núverandi fyrirliggjandi orkugeymslutækni fyrir ljósgeislunarstöðvar innihalda aðallega þrjá flokka: rafefnafræðilega orkugeymslu, vélrænan orkugeymslu og rafsegulorkugeymslu. Í hagnýtum forritum ræður rafefnafræðileg orkugeymsla vegna mikils sveigjanleika og hratt viðbragðshraða, þar á meðal litíumjónarafhlöður eru mest notaðar.
Litíum járnfosfat (LFP) rafhlöður eru nú ákjósanlegt val fyrir ljósgeislunarvirkjanir, með kjarna þeirra kostum þeirra sem endurspeglast í þremur þáttum: öryggi, með hitauppstreymi hitastig yfir 200 gráðu, mun hærra en 150 gráðu þríhyrningsefna; Hvað varðar hringrásarlíf getur það náð yfir 6000 lotum við 80% djúpa losun (DOD) aðstæður; Hvað varðar kostnað, með tæknilegum framförum, hefur kerfisverðinu verið lækkað í 1. 2-1. 5 Yuan\/WH. Mæld gögn um 100 mWst verkefni sýna að heildar skilvirkni LFP rafhlöðukerfisins nær 92%, með árlega rotnunhlutfall af<2%.
Blý sýru rafhlöður, sem hefðbundin tækni, eru enn notuð innan ákveðins sviðs. Kostur þess liggur í lágu upphafsfjárfestingu sinni (um {{0}}. 8-1. 0 Yuan\/wh) og mikill tæknilegur þroski. En ókostirnir eru einnig augljósir: hringrásarlífið er aðeins 500-1200 sinnum (50% DOD), orkumörkin er 30-50 wh\/kg, og það er hætta á blýmengun. Blý sýru rafhlöður hafa smám saman verið festar við aðstæður sem krefjast mikillar orkugeymslu.
Rennslisrafhlöður (eins og allar vanadíumstreymisrafhlöður) eru hentugir til langtíma orkugeymslu (4-8 klukkustundir), með hringrásarlífi yfir 10000 sinnum og engin niðurbrotsvandamál. En orkuþéttleiki er aðeins 20-30 wh\/kg, skilvirkni kerfisins er 70% -75% og upphafleg fjárfesting er eins mikil og 3-4 Yuan\/wh. Eins og er er það aðallega notað til orkugeymslu á risthliðinni og er sjaldnar notað í ljósgeislunarvirkjunum.
Nýtt natríumjónarafhlöðu hefur vakið mikla athygli og vinnandi meginregla hennar er svipuð og litíumjónarafhlöður, en það notar lægri verð natríumþáttinn. Rannsóknargögn sýna að orkuþéttleiki natríumjónarafhlöður hefur náð 120-160 wh\/kg, með hringrásarlíf um það bil 3000 sinnum og kostnaður 20% -30% lægri en LFP. Hins vegar er núverandi iðnvæðing ófullnægjandi og hagnýt tilvik verkefna eru takmörkuð.
Tæknilegt val þarf að íhuga marga þætti ítarlega: fyrir ljósgeislunarvirkjanir yfir 1MW er mælt með því að forgangsraða LFP rafhlöðum; Fyrir lítil utan netkerfa á afskekktum svæðum er hægt að líta á blý-sýru rafhlöður til að draga úr fyrstu fjárfestingu; Fyrir forrit sem krefjast langvarandi hringrásarlífs eru flæðis rafhlöður hugsanlegt val. Samanburðargreining á 10MW ljósgeislunarstöð sýnir að fullur líftíma kostnaður við notkun LFP rafhlöður er 35% lægri en blý-sýru rafhlöður og 50% lægri en rennslisrafhlöður.
Lykil tækni greindur orkustjórnunarkerfis
Nútíma orkustjórnunarkerfi hafa þróast frá einföldum gagnaöflun og eftirliti yfir í greindar heila með ákvarðanatöku til gervigreindar. Grunntækni arkitektúr þess felur í sér fjögur stig: skynjunarlag, netlag, palllag og forritalaga.
Skynjunarlagið safnar rauntíma gögnum í gegnum ýmsa skynjara: ljósgeislaferðin er búin með IV ferilskanni, sem getur greint galla; Uppsetning spennu\/hitastigskynjara fyrir rafhlöðukerfi (nákvæmni ± 0. 5%); PCS er búin með aflgæðagreiningartæki (sýnatökuhraði 256 stig í hverri lotu). Samkvæmt tölfræði frá ákveðnu verkefni þarf dæmigert 10MW kerfi að dreifa yfir 2000 eftirlitsstöðum, með endurnýjunarhlutfall gagna upp á allt að 100ms.
Netlagið samþykkir blendinga netaðferð iðnaðar Ethernet og þráðlaust einkanets. Lykilstýringarmerki eru send í gegnum sjóntrefjar til að tryggja seinkun minna en 10ms; Hægt er að senda ekki mikilvæg gögn með þráðlausri tækni eins og Lora. Samskiptareglur kerfisins þurfa að styðja marga staðla eins og IEC 61850 og Modbus til að ná samtengingu tækja og samvirkni.
Kjarni palllagsins er stafræna tvíburatækni, sem nær þremur kjarnaaðgerðum með því að koma á sýndar kortlagningu á líkamlegu kerfinu: Photovoltaic orkuframleiðsluspá samþykkir LSTM+athygli blendinga líkan, ásamt tölulegri veðurspá (NWP), til að stjórna 72 klukkustunda spávillu innan 10%; Álagsspá er byggð á djúpum styrkingarnámi (DRL), miðað við virka eða frídag, með 92%nákvæmni; Fínstilltu tímasetningarforritið með fjölþjóðlegum kraftmiklum forritunaralgrími, en þegar litið er til 7 hagræðingarmarkmiða svo sem mismunur á raforkuverði, rafgeymisdempun og eftirspurn eftir ristum.
Umsóknarlagið útfærir sérstakar viðskiptaaðgerðir: Efnahagsleg afgreiðslueining styður Peak Valley Arbitrage (greinir staðbundna 3- ár raforkuverðsgögn, sjálfkrafa hámarkar hleðslu- og losunartímabil), eftirspurnarstjórnun (spá fyrir um mánaðarlega hámarkseftirspurn, spara grunn raforkukostnað); Aukaþjónustueiningin getur tekið þátt á mörkuðum eins og tíðni reglugerðar (viðbragðstími<500ms) and peak shaving (adjustment amplitude ± 20% Pn); The operation and maintenance management module has functions such as fault warning (predicting equipment failures 24 hours in advance with an accuracy rate of 85%) and energy efficiency analysis.
Raunveruleg rekstrargögn 5 0 MW ljósgeymsluverkefnis um orkugeymslu sýna að greindur EMS hefur aukið tekjur kerfisins um 28%. Meðal þeirra, að fá viðbótartekjur 0,15 Yuan\/KWst með því að taka þátt í FM hjálparþjónustu; Draga úr yfirgefnu sólartapi um 12% með nákvæmri álagspá; Með því að hámarka hleðslu- og losunarstefnu rafhlöðunnar hefur rafhlöðunni verið framlengt um 17%. Fjárfestingartímabil kerfisins hefur verið stytt úr 7,5 árum í 5,8 ár.
