1. Kirish
Energiyani saqlash texnologiyasining rivojlanishi bilan energiyani saqlash tizimlarini (ESS) qo'llash energiya tizimining asosiy texnologiyasi, xususan, hozirda namoyish bosqichida bo'lgan keng miqyosli batareyalardan foydalangan holda batareya quvvatini saqlash tizimi (BESS) sifatida qaraladi. . An'anaga ko'ra, chastotaning og'ishi energiya tizimining chastotasini maqbul diapazonda ushlab turish uchun issiqlik elektr stantsiyalarini joylashtirish yo'li bilan tuzatiladi va chastotani tartibga solishga "boshqaruvchi" (GF) boshqaruvi va avtomatik ishlab chiqarishni boshqarish (AGC) orqali erishiladi. Biroq, bu usullar samarasiz va kutish rejimini saqlab turish uchun elektr stantsiyalarining nominal quvvatdan past ishlashini talab qiladi.
Ushbu maqola AGC ishida BESSni ishlab chiqish va sinovdan o'tkazish natijalari bilan tanishtiradi. An'anaviy elektr stantsiyalari bilan solishtirganda, BESS tezkor javob berishda yaxshiroq ishlaydi, ammo AGC ishining davomiyligi bilan bog'liq muammolar mavjud. Shu sababli, ushbu maqola turli sharoitlarda AGC ishining eksperimental natijalarini taqdim etadi va natijalar KPX ning AGC ma'lumotnomasi asosida tahlil qilinadi.
Maqolaning qolgan qismi quyidagicha tashkil etilgan: 2-bo'lim hozirda FR xizmatlari uchun foydalaniladigan BESS kontrollerining tizim konfiguratsiyasini tushuntiradi; 3-bo'lim AGC operatsiyasining natijalarini tushuntiradi; 4-bo'lim test natijalarini baholadi va AGC maqsadli yaratish uchun ba'zi takomillashtirish nuqtalarini taklif qildi; Nihoyat, 5-bo'lim xulosani taqdim etadi.
2. BESS tizim konfiguratsiyasi
FR-ESS qurilmalari 1-rasmda ko'rsatilganidek, pastga tushiruvchi transformatorlar orqali har bir podstansiyaning 22,9 kV shinasiga ulangan. 22,9 kV shinam pastga tushiruvchi transformator orqali 440 V SHK ga ulangan va ShK ham ulangan. elektr va aloqa liniyalari orqali akkumulyator tizimiga (batareyani boshqarish tizimi va litiy-ion batareyasi).
2-rasmda chastotalarni tartibga solish xizmatlari uchun foydalaniladigan o'rnatilgan 52 MVt quvvatli BESS kontrollerining blok diagrammasi ko'rsatilgan. PCS, shuningdek, 60 Gts istalgan chastotani ushlab turish uchun zarur bo'lgan batareya tizimining chiqishini aniqlaydigan chastotani tartibga solish boshqaruvchisi (FRC) bilan ham bog'lanadi. FRC inson-mashina interfeysi (HMI) orqali "qo'lda rejim" yoki "avtomatik rejim" ga o'rnatilishi mumkin, bu tizim chastotasi, batareyaning individual zaryad holati (SOC) va harorat kabi asosiy ma'lumotlarni ham ko'rsatadi.
3-rasmda KPX ning EMSga ulangan AGC ishlash testining blok diagrammasi ko'rsatilgan. AGC ma'lumotnomasi FRCM ga yetganda, FRCM quvvat moslamasini har bir FRC ning SOC ga qarab ajratadi, shuning uchun FRCM har bir FRCning SOC ma'lumotlarini bilishi kerak.
3. Energiya ishlab chiqarishni avtomatik boshqarish
An'anaviy elektr stantsiyalarida AGC ishlashi:An'anaviy elektr stantsiyalaridagi turbinalar nafaqat AGC ma'lumotnomasi asosida ishlaydi, balki tezlik ko'rsatkichi asosida ham ishlaydi. Turbina inertsiyasi, ishqalanish va gaz kelebeği klapanlari kabi omillar tufayli tizim muqarrar ravishda kechikishlarni boshdan kechiradi. 4-rasmda AGC ma'lumotnomasi ostida an'anaviy elektr stantsiyasining chastota nazorati ko'rsatilgan. Elektr stantsiyasining chiqishi o'zgarishini nazorat qilishda chastota B vaqt nuqtasiga o'zgarganda A nuqtasidan boshlab, taxminan 5 MVt chiqish xatosi mavjud va chiqish AGC ma'lumotnomasidan 100 soniyadan ko'proq kechiktiriladi. FR ishlashining kechikish vaqtini faqat chiqish to'lqin shakli orqali aniq tushunish qiyin, chunki nazorat o'zgaruvchilari juda ko'p. Biroq, an'anaviy elektr stantsiyalari kechikish vaqti bilan AGC ma'lumotnomasiga amal qilishini tasdiqlash mumkin.
BESS ning AGC nazorat ishlashi:An'anaviy elektr stantsiyalarining nazorat ko'rsatkichlari bilan solishtirish uchun BESS ning vaqt va qadam funktsiyasi javobi ko'rsatilgan. 5-rasmda FRCM mos yozuvlar o'zgarishining bosqichli javob natijalari ko'rsatilgan. FRCM maqsadli ishlab chiqarishdan BESSgacha bo'lgan quvvat chiqishi uchun taxminan 130ms vaqt ketadi, shu jumladan aloqa kechikishi va ko'tarilish vaqti. BESS tarmoqni 30 soniya ichida quvvat bilan ta'minlashi mumkin, bu AGC ishlashining tezkor talablariga javob berish uchun etarli.
BESSning AGC faoliyati:6-rasmda BESSda takroriy AGC kuzatuvi va zaryad holatini (SOC) tiklash operatsiyalari bilan 7-soatlik AGC operatsiyasi natijalari ko'rsatilgan. AGC ishlashi paytida har bir FRC ning umumiy quvvat chiqishi AGC mos yozuvlar bilan bir xil bo'ladi. Agar FRC SOC 50% dan pastga tushsa, FRC SOCni tiklash operatsiyasini amalga oshiradi, shuning uchun 3 ta sikl mavjud, jumladan 3 ta AGC operatsiya tsikli va 3 ta SOC tiklash sikli. SOCni qayta tiklash operatsiyasida FRC 1-jadvalda ko'rsatilganidek, 63% SOC ga yetguncha o'z batareyasini 0,1 [pu] tezlikda zaryad qiladi.
| Mavjud SOC diapazoni | Qayta tiklash uchun maqsadli SOC | Qayta tiklash darajasi | Sinov vaqti |
| 50%-80% | 63% | 10% | 7 soat |
1-siklda BESS 30 daqiqa, atigi 23 daqiqa davomida AGC ishlashi talabiga javob bera olmadi, lekin 2-sikl va 3-siklda AGC ishlashining chiqish davomiyligini qondirdi. Shu bilan birga, har bir tsikl uchun SOCni tiklash davri 73 daqiqada doimiy bo'lib qoladi. 7-rasmda SOCni qayta tiklash tezligining 0,4 [pu] ga ko'tarilishi hisobiga tiklanish vaqtini qisqartirish bo'yicha AGC operatsiya natijalari ko'rsatilgan, bu erda SOCni tiklash davri BESSning zaryadlash quvvati tezligiga mutanosib ravishda kamayadi.
| Mavjud SOC diapazoni | Qayta tiklash uchun maqsadli SOC | Qayta tiklash darajasi | SOCni tiklash vaqti |
| 50%~80% | 63% | 10% | 77 min |
| 20% | 34 min | ||
| 30% | 23 min | ||
| 40% | 17 min |
2-jadvalda BESS zaryadlash quvvati tezligi tufayli SOCni tiklash vaqti ko'rsatilgan, ammo bu usul tavsiya etilmaydi, chunki u batareyani boshqarish tizimida (BMS) SOC xatolariga olib kelishi mumkin. Agar bir xil FRCdan olingan quvvatni sozlash tizimlari (PCS) o'rtasida nomutanosiblik mavjud bo'lsa, FRC SOC asosida har bir shaxsiy kompyuterga quvvat havolalarini ajratadi. Xuddi shunday, FRC ning ilg'or boshqaruvchisi FRCM SOC asosida FRC quvvat maqsadli ma'lumotnomasini ajratadi. 8-rasmda 7-soatlik ish davrida FRCM va FRC tendentsiyalari ko'rsatilgan. Umuman olganda, FRCM va FRC ning taqsimlash strategiyalari past darajadagi kontrollerlar SOCni moslashtirish yo'nalishida yaxshi ishlaydi. 3-jadvalda turli SOC sharoitlarida sinov o'tkazish uchun dastlabki shartlar ko'rsatilgan.
| Mavjud SOC diapazoni | Qayta tiklash uchun maqsadli SOC | №3 FRCning dastlabki SOC | №6 FRCning dastlabki SOC | ||
| 50%-80% | 63% | #3-1 | 52% | #6-1 | 56% |
| #3-2 | 60% | #6-2 | 61% | ||
| #3-3 | 65% | #6-3 | 72% | ||
| #3-4 | 70% | #6-4 | 74% | ||
4. BESS yordamida AGC ishini tahlil qiling
Uzoq muddatli nuqtai nazardan, AGC ishlash davrlari va SOCni qayta tiklash operatsiya davrlari mavjud. 9-rasmda 3-jadvaldagi shartlar bo'yicha eksperimental natijalar tahlil qilingan. AGC maqsadi va FRC quvvat chiqishi xatosidan ko'rinib turibdiki, normal ishlash foizi ancha past. Oddiy ishlash AGC ma'lumotnomasi va BESS quvvat chiqishi o'rtasidagi xatolik 5% ichida ekanligini anglatadi, bu AGC ishlashining ishonchliligi 30 daqiqadan so'ng pasayib ketishining sabablaridan biridir. Eng yomon stsenariyda, 30 daqiqalik AGC ishlashini ta'minlash uchun, mavjud SOC ning 50% ni hisobga olgan holda, BESS 1C tezligiga ega bo'lishi kerak.
Cheklangan sharoitlarda yaxshilash uchun ba'zi joylar mavjud. Birinchidan, 30 daqiqalik operatsiyaga erishish uchun AGC maqsadi BESS shartlariga muvofiq belgilanishi kerak. 4-jadvalda FRCM ning beshta o'lchovi ma'lumotlari ko'rsatilgan, o'rtacha chastota darajasiga nisbatan o'rtacha tushirish vaqti 80%. EMSning yuqori tushirish maqsadi BESS SOC tomonidan 30 daqiqa ichida taqdim etilgan ish vaqtining etarli emasligiga olib keldi. 10-rasmda Honam issiqlik elektr stansiyasida BESSning javob ma'lumotlari ko'rsatilgan. BESS ning SOC past (50%) bo'lsa-da, AGC ish vaqti belgilangan muddatni saqlab qolish uchun etarli. SOCda faqat kichik o'zgarish bor, chunki zaryadlash maqsadi va zaryadlash maqsadi o'rtasidagi nisbat o'xshash. Zaryadlash maqsadi va zaryadsizlantirish maqsadi o'rtasidagi nisbat shunga o'xshash darajada bo'lsa, AGC ish vaqti EMS tomonidan talab qilinadigan quvvatni ta'minlash uchun etarlicha uzoqdir. Shuning uchun EMS FRC shartlarini, masalan, mavjud SOC va boshqalarni hisobga olishi kerak.
| Bo'lim | Test №1 | Test №2 | Test №3 | Test №4 | Test №5 | O'rtacha | |
| Chastotasi | >60 Gts | 69% | 61% | 62% | 62% | 66% | 64% |
| < 60 Hz | 31% | 39% | 38% | 38% | 34% | 36% | |
| AGC maqsadi | Zaryadlash | 13% | 35% | 15% | 16% | 13% | 18% |
| Bo'shatish | 86% | 58% | 84% | 84% | 87% | 80% | |
| Kuting | 1% | 7% | 1% | 0% | 0% | 2% | |
Kerakli AGC ish vaqtini qondirishning yana bir usuli mavjud SOC diapazonini oshirishdir. Ammo buni to'liq hisobga olish kerak, chunki SOC diapazoni batareyaning ishlash muddati bilan bog'liq.
Uchinchidan, bu AGC ish vaqtiga bog'liq bo'lmagan qo'shimcha funktsiyadir. Odatda, zaryadlash maqsadi va zaryadsizlanish maqsadi o'rtasidagi nisbat boshqacha. Shuning uchun, AGC ishlashi uchun ishlatiladigan BESS SOCni tiklash operatsiyasini talab qiladi. SOCni qayta tiklash ish vaqtini qisqartirish uchun nominal zaryadlash quvvatini oshirish usulidan foydalanish mumkin. Agar bu BMSda SOC xatolariga olib keladigan bo'lsa, o'zgaruvchan tezlikda zaryadlash operatsiyasi ko'rib chiqilishi mumkin.
5. Xulosa
Ushbu maqolada BESS ning AGC texnologiyasini ilgari surish uchun 8MW FR-ESS yordamida AGC operatsion sinovi natijalari tasvirlangan. Uzoq muddatli nuqtai nazardan, AGC ishlash davrlari va SOCni qayta tiklash operatsiya davrlari mavjud. Hozirgi vaqtda AGC maqsadlari va FRC quvvat chiqishi o'rtasidagi xatolik asosida normal ishlash foizi juda past.
An'anaviy elektr stantsiyalarining AGC ishlashi bilan solishtirganda, BESS afzalliklarga ega, chunki u kechikish yo'q va quvvat moslamasini aniq kuzatishi mumkin, lekin uzoq vaqt davomida ishlash qiyin, chunki AGC ishlashi doimiy va tasodifiy quvvat maqsadlarini talab qiladi.
BESS ning AGC ishlashini yaxshilash uchun EMS ning zaryadlash va tushirish maqsadli nisbatlari bir xil darajada bo'lishi tavsiya etiladi va EMS FRC shartlarini hisobga olishi kerak; Kerakli AGC ish vaqtini qondirishning yana bir usuli mavjud SOC diapazonini oshirishdir; Nihoyat, AGC ishlashi uchun ishlatiladigan BESS SOCni qayta tiklash ish vaqtini qisqartirishi kerak.