Tepelné energetické jednotky, ako primárny zdroj regulácie frekvencie poskytujúci pomocné služby AGC (Automatic Guided Vehicle), trpia niekoľkými nevýhodami: dlhá doba odozvy (zvyčajne v rozsahu desiatok sekúnd); pomalá rýchlosť regulácie (štandardná rýchlosť regulácie (MWmin) pre tepelné jednotky nepresahuje 3 % menovitého výkonu); a slabá presnosť regulácie (prípustná odchýlka pre tepelné jednotky je 1% menovitého výkonu).
Avšak zamestnávaniebatériové systémy na ukladanie energiev spojení s tepelnými energetickými jednotkami, ktoré reagujú na príkazy AGC, môžu plne využiť výhody systémov skladovania energie: krátky čas odozvy (<100ms), fast regulation rate (regulation time from no-load to full-load less than 20ms), and high regulation accuracy. This improves the overall regulation performance index K of the unit while avoiding the need for large-capacity energy storage systems, enabling the project to achieve better economic benefits.
Základné princípy a proces kombinovanej regulácie frekvencie tepelnej a akumulácie energie:
1) Elektricky, jednotky na uskladnenie energie a tepelné energetické jednotky môžu pracovať paralelne na konci pripojenia k sieti a spolupracovať pri sledovaní príkazov AGC, čím sa výrazne zlepší celkový výkon regulácie;
2) Bez zmeny pôvodného riadenia AGC tepelnej pohonnej jednotky zostavte výstupný príkaz systému na ukladanie energie na základe rozdielu medzi príkazom AGC a výstupom tepelnej napájacej jednotky v reálnom čase- a vyrovnajte medzeru v spotrebe energie spôsobenú rozdielom využitím rýchlych a presných charakteristík riadenia výkonu systému na ukladanie energie.
3) Keď výstup tepelnej jednotky reaguje na príkaz AGC a približuje sa k nemu, výstup systému akumulácie energie sa zodpovedajúcim spôsobom odoberá, kým tepelná jednotka konečne neprevezme výstup príkazu AGC. Je možné vidieť, že prevádzkový čas-vysokého výkonu systému na ukladanie energie počas jedného nastavenia AGC je rádovo 1 až 2 minúty.
Ako je možné vidieť z vyššie uvedeného procesu, maximálny výstupný výkon BESS je rozdielom medzi príkazom AGC a aktuálnym výstupom tepelnej výkonovej jednotky. Požiadavka na výkon kladie dôraz na vysoký-výkon, rýchlu a presnú reguláciu, zatiaľ čo požiadavka na kapacitu je obmedzená, čo z neho robí typickú aplikáciu BESS -typu výkonu. Hoci kapacitu a výkon BESS možno teoreticky optimálne konfigurovať na základe frekvencie siete a fluktuačných charakteristík signálu chyby riadenia v regióne, komplexne zohľadňujúc vplyv kolísania záťaže, princípy dispečingu AGC siete a optimalizáciu ekonomických výhod, väčšina súčasných konštrukčných procesov je založená na analýze a štatistických údajoch minulých AGC príkazov jednotky, snažiac sa o úplné sledovanie 90 % počas prevádzky AGC. na udržanie SOC batérie okolo 50 %.
Okrem toho, na základe technickej požiadavky, že maximálna rýchlosť zmeny výkonu tepelnej jednotky je 3 % P za minútu, a keďže zmeny príkazov AGC prebiehajú väčšinou v cykle minútu-po-minúte, je rozumnejšia konfigurácia systému skladovania energie 2C na 3 % menovitého výkonu P tepelnej jednotky.
Základný princíp je znázornený na obrázku.
V systémoch kombinovanej tepelnej energie a skladovania energie metódy pripojenia k sieti BESS (Boiler Energy Storage System) vo všeobecnosti spadajú do dvoch kategórií: jedna využíva nadbytočnú kapacitu existujúceho pomocného transformátora závodu a pripája ho k výstupu generátora cez sekundárny zosilňovač napätia;
druhý konfiguruje nezávislý stupňovitý{0} transformátor na priame pripojenie systému na ukladanie energie k výstupu generátora. Obidva spôsoby pripojenia vyžadujú pozornosť na skratovú-kapacitu vedenia a harmonické zmeny, aby sa zabezpečila bezpečná prevádzka existujúcich tepelných energetických jednotiek, hlavných transformátorov, pohonov kotlov a pomocných systémov. V súčasnosti je schéma zapojenia pomocného transformátora závodu bežnejšia.
Čo sa týka komunikačných a riadiacich systémov, RTU (jednotka diaľkového ovládania) aj DCS (distribuovaný riadiaci systém) by sa mali zodpovedajúcim spôsobom upraviť, ako je znázornené na obrázku.
Technické vylepšenia a základné funkcie zariadenia zahŕňajú:
RTU (Regional Unit) pridá balík merania výkonu BESS (Balanced Energy Storage System), ktorý bude zlúčený s nameranými hodnotami výkonu generátora a odoslaný do dispečingu elektrickej siete ako základ pre hodnotenie AGC (Automatic Gain Control). Vytvorí sa nový komunikačný kanál s BESS na prideľovanie príkazov AGC a podľa potreby na prenos výstupných a stavových informácií kombinovaného systému tepelnej energie a skladovania energie do BESS na predbežné vyhodnotenie indexu výkonnosti regulácie AGC K a analýzu prínosov lokálne.
DCS (Distributed Control System) vytvorí nový komunikačný kanál s BESS na prenos príkazov AGC, výstupnej spätnej väzby generátora, indikátorov skutočného zaťaženia generátora, spätnej väzby aktivácie generátora AGC, akčných príznakov regulácie primárnej frekvencie generátora, limitov výstupu generátora a limitov rýchlosti regulácie generátora.
BESS na základe príkazov AGC a-výstupu generátorovej jednotky v reálnom čase v kombinácii s SOC batérie systému na ukladanie energie vytvára príkazy napájania pre systém skladovania energie, aby sa dosiahla rýchla kontrola a regulácia výkonu, ako je znázornené na obrázku.
Obrázok: BESS Auxiliary AGC Controller
V kombinovanom systéme regulácie frekvencie tepelného a energetického skladovania sa systém skladovania energie väčšinou skladá z PCS+kontajnera-nahorného transformátora, zásobníka batérie, vysokonapäťového prístupového kontajnera a kontajnera lokálneho monitorovania. Medzi nimi sa v kontajneri PCS+step{5}}transformátora nahor nachádza kruhová hlavná jednotka, -prechodový transformátor a PCS. Je pripojený k batériovej nádobe na strane jednosmerného prúdu a na strane striedavého prúdu je zapojený paralelne so susedným systémom akumulácie energie pred pripojením k prevádzkovému transformátoru zariadenia cez centrálny rozvádzač.
Pri konkrétnej realizácii projektu sa detaily návrhu a úpravy môžu líšiť, všetky však musia dodržať zásadu minimalizácie vplyvu na pôvodné tepelné energetické bloky a nemali by predstavovať žiadne bezpečnostné riziká pre bežnú prevádzku DCS a blokov.
S čoraz prísnejšími požiadavkami na kvalitu elektrickej energie, najmä s rýchlym nárastom kapacity obnoviteľných zdrojov energie, ako je veterná a solárna energia, má elektrická sieť rastúci dopyt po vysoko{0}}kvalitných zdrojoch regulácie frekvencie. Časté-rozsiahle úpravy AGC (Automatic Gain Control) tepelnými jednotkami však môžu negatívne ovplyvniť zariadenie a brániť stabilnej prevádzke. Okrem toho dodatočná montáž s ultra-nízkymi emisiami ďalej obmedzuje rýchlosť regulácie jednotiek tepelnej energie, čím sa znižuje index výkonu regulácie K. Integrované systémy regulácie frekvencie tepelnej energie a akumulácie energie preto ponúkajú priame technické výhody a značné ekonomické výhody.
Ak si vezmeme ako príklad integrovaný projekt tepelnej energie a skladovania energie v severozápadnej Číne, pred pridaním skladovania energie sa index výkonnosti regulácie AGC K nezávislých tepelných energetických jednotiek pohyboval od 1,97 do 2,62. Po pridaní akumulácie energie to integrovaný systém tepelnej energie a skladovania energie zlepšil na 4,95 až 5,91; náklady na kompenzáciu sa tiež zvýšili z menej ako 10 000 juanov/deň na takmer 110 000 juanov/deň.
Avšak v obdobiach relatívne stabilného zaťaženia má dopyt siete po zdrojoch regulácie frekvencie hornú hranicu a trhový priestor pre túto aplikáciu bude rýchlo stlačený. V dôsledku prijatia pravidla „nulového- súčtu“ a vplyvu politík a súvisiacich mechanizmov rozdeľovania úrokov podliehajú výnosy projektu, najmä príjmy vlastníkov systémov skladovania energie, určitým neistotám.