S kontinuiranim povećanjem udjela isparljive nove energije kao što su vjetroelektrana i fotonaponski u mreži u napajanju, sposobnost regulacije frekvencije tradicionalnog stvaranja toplinske energije postupno nije u stanju ispuniti zahtjeve stabilnosti električne mreže. Kontejneri za skladištenje energije postali su "nova draga" tržišta pomoćnih usluga električne mreže s brzinom odziva na milisekundu, vijek visokih ciklusa i fleksibilne karakteristike implementacije. Oni igraju nezamjenjivu ulogu u regulaciji primarne frekvencije, regulaciji sekundarne frekvencije, vršnom brijanju i punjenju doline i redefiniraju stabilan način upravljanja elektroenergetskim sustavom.
Odgovor na razini od 1 milisekunde: "regulator velike brzine" za regulaciju frekvencije električne mreže
Stabilnost frekvencije električne mreže (50Hz ± 0,2Hz u Kini) je osnovni pokazatelj za siguran rad elektroenergetskog sustava. Kad se opterećenje naglo poveća ili izlaz nove energije naglo opada, frekvencija će odmah odstupiti od standardne vrijednosti. Ako se ne prilagodi na vrijeme, to može uzrokovati nestanke struje velikih razmjera. Vrijeme frekvencijskog odziva tradicionalnih jedinica toplinske energije obično je 10-30 sekundi, dok brzina odziva spremnika energije može biti niža od 50 milisekundi, što je više od 200 puta veće od jedinica toplinske energije. Oni mogu brzo intervenirati u ranim fazama fluktuacija frekvencija i suzbiti širenje odstupanja.
U regulaciji frekvencije, spremnik energije simulira inercijske karakteristike sinkronog generatora putem "kontrole virtualne inercije". Kad brzina promjene frekvencije napajačke mreže prelazi 0,1Hz/s, sustav za pohranu energije automatski oslobađa ili apsorbira aktivnu snagu. Svaka grupa spremnika energije od 100 mW/20mWh može osigurati 50MW trenutne mogućnosti regulacije, što je ekvivalentno doprinosu modulacije frekvencije dvije 300MW jedinice toplinske energije. Projekt kontejnera za skladištenje energije koji podržava vjetroelektranu milion kilovata u Jiangsu povećao je frekvencijsku kvalifikaciju veznjaka vjetroelektrane sa 98,5% na 99,9% putem usluge regulacije frekvencije, smanjujući novčane kazne od preko 3 milijuna juana godišnje zbog frekvencije koja prelazi standard.
Regulacija sekundarne frekvencije testira sposobnost kontinuirane regulacije sustava skladištenja energije. Spremnici za skladištenje energije moraju održavati stabilnu izlaznu snagu u roku od 1-5 minuta prema uputama za otpremu mreže kako bi se nadoknadila zaostala odstupanja nakon regulacije frekvencije. Spremnik prihvaća hibridno rješenje za skladištenje energije "litij željeznog fosfata+superkapacitora", koja može uravnotežiti gustoću energije i gustoću snage: Superkapacitor je odgovoran za utjecaj velike snage u prvih 10 sekundi, a litij baterija poduzima kontinuirano prilagođavanje, a doseže se u iznosu od 20M-a.
2 vršno brijanje i punjenje doline: "Energetska arbitraža" na tržištu električne energije
Na tržištu električne energije na kojem postoji značajna razlika između vršnih i dolinskih cijena električne energije, kontejneri za skladištenje energije mogu osigurati i vršno brijanje i punjenje doline za mrežu napajanja, kao i stabilne prinose za investitore, kroz arbitražni model "punjenja doline i vrhunsko ispuštanje". Uzimajući Šangaj kao primjer, 2024. godine cijena električne energije tijekom vršnih sati (10: 00-11: 00, 14: 00-15: 00) doseći će 1,2 yuan/kWh, dok će tijekom vršnih sati (0: 00-7: 00) biti samo 0,25 yuan/kWh, s razlikom od gotovo 5 puta. Grupa spremnika energije od 100 mWh može dovršiti jedan ciklus punjenja i ispuštanja dnevno, uz dnevnu dobit od oko 80000 juana nakon oduzimanja gubitaka i godišnjeg profita od preko 29 milijuna juana. Razdoblje povrata ulaganja može se kontrolirati u roku od 5-6 godina.
Kao odgovor na fenomen "smanjenja vjetra i solarne energije" uzrokovano brzim razvojem nove energije, spremnici za skladištenje energije mogu se napuniti tijekom podnevnog vrha fotonaponske izlaze i ispustiti tijekom večernjeg vršnog opterećenja, poboljšavajući brzinu apsorpcije čiste energije. Projekt kontejnera za skladištenje energije od 500 mWh koji podržava fotonaponsku bazu u GANSU može povećati godišnju fotonaponsku potrošnju za 120 milijuna kWh, smanjiti stopu smanjenja sa 15% na ispod 5% i osigurati 100MW maksimalne kapacitete za brijanje za električnu mrežu, primajući vrhunske subvencije za brijanje od oko 20 milijuna yuana godišnje.
Usluge sigurnosnih kopija kapaciteta još su jedan izvor prihoda za kontejnere za pohranu energije. Tijekom vršnih razdoblja opterećenja energetske mreže, sustav za pohranu energije služi kao rezervni izvor napajanja za održavanje vrućeg stanja u pripravnosti, spreman reagirati na nestašicu napajanja u bilo kojem trenutku i primanje subvencija na temelju sigurnosnog kapaciteta. Kontejner za skladištenje energije od 20 MWh u industrijskom parku u Guangdongu može ostvariti dodatni godišnji prihod od 1,2 milijuna juana sudjelovanjem na tržištu rezervnih kapaciteta, što je ekvivalentno smanjenju troškova električne energije od 0,15 juana po kilovatskom satu.
3 Modularni klaster: "Elastični korpus" mrežnih pomoćnih usluga
Modularna priroda spremnika za pohranu energije omogućuje im da brzo formiraju "klastere za regulaciju frekvencije" i fleksibilno prilagođavaju njihovu razmjeru prema potrebama mreže napajanja. Jedan spremnik od 20 stopa može osigurati 5-10mWh kapaciteta za skladištenje energije. Kroz tehnologiju kontrole klastera stotine spremnika mogu formirati elektranu za skladištenje energije GWH, reagirajući na velike potrebe za regulacijom energije u napajanju. Projekt za skladištenje energije Vistra u Teksasu u SAD -u sastoji se od sustava 1,2GWH koji se sastoji od 400 spremnika za skladištenje energije. Tijekom vršnog razdoblja potrošnje električne energije u ljeto 2023. godine, pružat će usluge regulacije frekvencije više od 500 puta dnevno, stabilizirajući lokalnu frekvenciju električne mreže.
Jezgra tehnologije kontrole klastera je platforma za upravljanje virtualnom elektranom (VPP). Platforma prikuplja SOC u stvarnom vremenu (stanje naboja), izlaz snage i druge podatke svakog spremnika kroz 5G komunikaciju. Koristeći algoritme za prediktivnu kontrolu modela, on uravnotežuje vrijeme punjenja i ispuštanja svakog spremnika dok ispunjava upute za mrežu, čime je proširio ukupni životni vijek klastera za 10%. U projektu za skladištenje energetike klastera određene provincije, VPP platforma kontrolirala je razlike u punjenju i ispuštanju od 100 spremnika u roku od 5%, izbjegavajući preuranjenu mirovinu pojedinačne opreme zbog prekomjerne upotrebe.
Crna startna sposobnost je vrhunsko jamstvo za klastere spremnika energije. Kada u napajačkoj mreži dođe do velikog prekida struje, klaster za skladištenje energije može poslužiti kao crni početni izvor napajanja za napajanje pomoćnoj opremi u toplinskim elektranama i hidroenergetskim biljkama, pomažući glavnom izvoru napajanja da nastavi rad. Kontationski skup kontejnera 100MWH određene elektrane u provinciji Zhejiang provjeren je putem Black Start testova kako bi se osigurala pokretačka snaga za dvije 600MW jedinice toplinske energije u roku od 30 minuta, skraćujući vrijeme oporavka električne mreže na manje od 2 sata i smanjujući je za 4 sata u odnosu na tradicionalne crne startne sheme.
Rasprostranjena primjena spremnika za pohranu energije u području mrežnih pomoćnih usluga označava transformaciju elektroenergetskog sustava iz "izvora nakon opterećenja" u "koordinaciju skladištenja opterećenja izvorne mreže". Ovi fleksibilni "regulatori energije" ne samo da poboljšavaju stabilnost električne mreže i mogućnost apsorbiranja nove energije, već i stječu značajne koristi sudjelovanjem na tržištu električne energije, formirajući Win-win model "socijalnih koristi+ekonomskih koristi", pružajući ključnu podršku za izgradnju novih elektroenergetskih sustava.