Jämförelseanalys av rutnät - Formning och rutnät - Följande energilagring

Källa: https://zhuanlan.zhihu.com/p/29905526972

Den här artikeln fokuserar på jämförelsen mellan rutnätet - Formning och rutnät - efter energilagring. Det utarbetar deras tekniska principer, kontrollmetoder, operativa egenskaper, applikationsscenarier och utvecklingstrend. Syftet är att ge en omfattande förståelse av dessa två typer av energilagring för relevanta yrkesverksamma och erbjuda referenser för val och tillämpning av energilagringsteknologier i olika kraftsystemscenarier.

1. Teknisk princip

GRID - Formning av energilagring: Genom att simulera de operativa egenskaperna hos traditionella synkrona generatorer ger den aktivt spännings- och frekvensstöd för kraftnätet. Det kan självständigt ge stabil kraft till lasten när kraftnätet inte finns eller är instabil. GRID - Typen Energy Storage System är i huvudsak en spänningskälla som internt kan ställa in spänningsparametrar och utgångsstabil spänning och frekvens¹.

Grid - Följande energilagring: Det fungerar som förlitar sig på spänningen och frekvensen för kraftnätet och synkroniseras med nätet genom fas - Locked Loop (PLL) -teknologi. Grid - Följande energilagringssystem är i huvudsak aktuella källor och kan inte ge spännings- och frekvensstöd av sig själva. De måste förlita sig på spänningen och frekvensen för kraftnätet¹.

2. Kontrollstrategi

GRID - Formning av energilagring: Det antar en kraftsynkroniseringsstrategi som liknar den för en synkron generator, reglerar den aktiva och reaktiva effektutgången genom att justera fasvinkeln och amplituden för utgångsspänningen. Rutnätet - Strukturerad omvandlare kan fungera parallellt eller utanför - rutnätläge. När det kompletteras med energilagringskomponenter eller reserverad säkerhetskopieringskapacitet kan nätet - strukturerad omvandlare också ge virtuell tröghet och dämpning för systemet².

GRID - Följande energilagring: Dess kontrollstrategi är att erhålla fasen för kraftnätet genom en fas - låst slinga för att styra amplituden och fasvinkeln för det aktuella injicerade i kraftnätet. Grid - Följande omvandlare förlitar sig på elnätet och måste fungera parallellt. De kan inte ge spännings- och frekvensstöd själv².

3. Operistiska egenskaper

3.1Grid - bildar energilagring

Överbelastningskapacitet: Grid - Typen Energilagringssystem har förmågan att arbeta kontinuerligt under lång tid till en växlande ström på 110% av den nominella strömmen. Vid 120% av den nominella strömmen bör den kontinuerliga driftstiden vara inte mindre än 2 minuter. Vid 150% av den nominella strömmen ska den kontinuerliga driftstiden vara inte mindre än 1 minut, och vid 300% av den nominella strömmen ska den kontinuerliga driftstiden vara inte mindre än 10 sekunder³.

Aktivt spänningsstöd: Delta i den dynamiska spänningsregleringen av kraftsystemet och ge kort - term reaktivt kraftstöd under systemets övergående period. Grid - Typ Energilagringssystem har aktiva kraftregleringsegenskaper som liknar de för synkrona generatorer och har också förmågan att reglera inre kraftpotential och reaktiv kraftspänning³.

Kort - Kretsströmstöd: Grid - Typen Energilagring bör ge en viss kort - kretsström, och dess överbelastningskapacitet bör vara inte mindre än tre gånger den nominella strömmen. Överbelastningens kontinuerliga driftstid bör vara inte mindre än 10 sekunder. Den korta - kretsstödkapaciteten för rutnät - Strukturerad energilagring kan uppnås på olika sätt såsom att förbättra kapaciteten hos omvandlare och parallella med flera enheter. När flera maskiner fungerar parallellt är den vanliga maskinens cirkulerande ström mindre än 5%³.

3.2Grid - Följande energilagring

Beroende på rutnätsignaler: dess kontroll beror på frekvens- och spänningsignalerna för kraftnätet för reglering. Detta innebär att i rutnätet - efter energilagring är kraftnätet "huvudkontroll" -partiet, och energilagringssystemet fungerar bara som en kompletterande regulator för elnätet⁴.

Kraftreglering: Huvudsakligen används för frekvensreglering, belastningsbalansering, frekvensjustering, topprakning etc. I kraftnätet är att hjälpa kraftnätet att upprätthålla stabilitet när efterfrågan fluktuerar eller generering av förnybar energi är instabil⁴.

4. Styrkor och svagheter

4.1Grid - bildar energilagring

Fördelar: Den har förmågan att justera sin produktion i realtid genom att mobilisera sin egen drift utan extern strömförsörjning. Genom att justera effektutgången upprätthåller den spänningsutgången, bildar en spänningskällans anslutning och håller systemet stabilt. Dessutom, i ett svagt kraftnät utan en styv spänningskälla, kan det bilda ett oberoende kraftnät⁵.

Nackdel: Gridens överströmskapacitet - som bildar datorer ökar från 1,5 gånger till 3,0 gånger, så kostnaden är betydligt högre än för nätet - följande typ från typen⁵.

4.2Grid - Följande energilagring

Fördelar: Kontrollstrukturen är enkel och fasen - Låst slingteknologi är för närvarande relativt mogen. Därför kan systemet kontrolleras under förutsättning att den nuvarande och den maximala effektpunkten för systemet bestäms⁵.

Nackdelar: Även om fasen - låst slingteknologi som är beroende av för kontroll är relativt mogen, förvärvar den fortfarande stabila frekvens- och spänningsreferensvärden som tillhandahålls av kraftnätet för att fungera normalt. Dessutom är stabiliteten i sin egen kontrollslinga svagare än rutnätet - som bildar energilagringsslingor, och den kan inte spela en aktiv roll för att stödja systemet⁵.

5. Tillämpningsscenarier

5.1Grid - bildar energilagring

Svaga elnät eller områden i slutet av kraftnät: den regionala kraftnätstrukturen är relativt svag, med begränsad övergående regleringskapacitet. Ny energi är riklig men belastningsbehovet är låg, vilket gör att stabilitetsproblem är benägna att inträffa. Grid - bildande energilagring kan effektivt förbättra styrkan hos dessa svaga kraftnät, förbättra nätet - vänlighet och bärkapacitet för ny energi⁶.

Källa: http://xz.people.com.cn/n2/2024/1111/c138901-41037675.html

Island Microgrid Operation: För öar långt från fastlandet kan fjärrbrytningsområden, gränsskyddsposter och vissa industriparker som kräver Island -drift, rutnät - Typen Energilagring kan användas som huvudkraftkällan för att oberoende bildar en stabil mikrogrid och fungerar i samordning med andra kraftkällor som Photovoltaic och Diesel Generators för att säkerställa tillförlitliga kraftförsörjning⁶.

Källa: http://www.cnnes.cc/hangye/20240604/8166.html

High proportion of new energy base transmission: In large-scale integrated wind, solar, thermal and energy storage bases or shared energy storage power stations, the configuration of grid-type energy storage can solve the stability problem of new energy DC transmission and improve the efficiency and reliability of transmission channels such as ultra-high voltage⁶.

Källa: https://www.hoenergypower.cn/news_1/12.html

Tillhandahålla rutnätstjänster: På den framtida kraftmarknaden kan rutnät - som bildar energilagring delta i hjälptjänster såsom primärfrekvensreglering, tröghetssvar och reaktivt kraftstöd genom dess snabba regleringsförmåga och flera supportfunktioner och få vinster⁶.

5.2 Grid - Följande energilagring

Reglering av nätfrekvens och topprakning: Det kan snabbt svara på förändringar i nätfrekvens och belastning och justera frisättningen av lagrad elektrisk energi⁴.

Power Grid Frequency Regulation: Genom att arbeta i synkronisering med kraftnätet ger det omedelbart stöd för fluktuationer i kraftnätfrekvens⁴.

Lastbalansering: Tillhandahålla kraftstöd under högsta elbehovsperioder för att minska bördan på kraftnätet⁴.

Sammantaget är rutnät - Följande energilagring lämplig för applikationsscenarier där nätstabiliteten är relativt bra och ingen ytterligare spännings- och frekvensstöd krävs. Till exempel, i stora urbana kraftnät, på grund av brunnen - utvecklad rutnätstruktur och hög stabilitet, kan rutnät - efter energilagringssystem effektivt komplettera nätbelastningen och förbättra tillförlitligheten hos strömförsörjningen¹.

6. Utvecklingstrender

Med den kontinuerliga ökningen av penetrationshastigheten för ny energi har omvandlingen från "Följande nät" till "konstruktion av nätet" blivit en enighet i branschen och är också en av de framtida utvecklingstrenderna för energilagringsteknologi⁷.

Som en ny teknik är Grid - strukturerad energilagring fortfarande i det undersökande stadiet i branschen, inför utmaningar som höga tekniska hinder, höga kostnader och bristen på enhetliga standarder⁷.

Grid - Formning av energilagringsteknologi är ett viktigt behov för att stödja konstruktionen av ett nytt kraftsystem. To address the challenges brought by the "dual-high" power grid (high proportion of clean energy and high proportion of power electronic devices), such as randomness, volatility, low inertia, and discretization in power generation, grid-forming technology is required to provide support for frequency stability, voltage stability, and power Angle stability⁷.

I framtiden, med utvecklingen av teknik och minskning av kostnader, förväntas rutnät - strukturerade energilagringssystem tillämpas i fler regioner och bli en av de viktigaste teknologierna för kraftsystemets övergång till en högre andel förnybar energi⁷.

1.CSDN, "Trianguleringsskillnad mellan energilagring och med nettoförvaring" https://blog.csdn.net/sean9169/article/details/146165002

2. Zhihu, "Typ Structure Network Control Technology" https://zhuanlan.zhihu.com/p/684706863

3. China Energy Storage Network, "Vilka är principerna och tekniska indikatorerna för rutnät - strukturerad energilagring?" https://www.escn.com.cn/news/show-2121742.html

4. International Energy Storage Network, "Med Net Type Energy Storage Type and Structure Network Storage" https://www.chu21.com/html/chunengy-42328.shtml

5. Power Network, "Kontrast är aralyserad och med nettoteknik" https://www.dianyuan.com/bbs/2738370.html

6. Lagringsnätverksindustrin, "Energy Storage: Stable Foundation Stone of the Future Power Grid" https://www.chujiewang.net/cxw/col133/9327

7. Power Grid, "Omfattande tolkning av rutnät - Följande och rutnät - Formande energilagring: Teknikjämförelse och framtida trender" http://www.chinapower.com.cn/chuneng/dongtai1/20240627/251593.html