Dabar energetikos pramonėje populiariausias yra energijos kaupimas.
Daugiau nei dešimt provincijų, įskaitant Šandongą, Šansi, Sindziangą, Vidinę Mongoliją, Anhujų ir Tibetą, išleido dokumentus, reikalaujančius, kad saulės ir vėjo jėgainės būtų aprūpintos energijos kaupimo sistemomis.
Nors energetikos pramonė jau seniai pripažino, kad „energijos kaupimas yra efektyvus sprendimas saulės ir vėjo energijos pertrūkiams bei nepastovumui, skatinantis energijos naudojimą ir mažinantis apribojimus“, didelis kainų sumažinimas dar labiau išryškina šį pranašumą, tačiau dėl technologijų ir sąnaudų apribojimų jis buvo „atstumtas“. Šiandien oficialus kolektyvinis pasirinkimas pagaliau leidžia didžiuotis energijos kaupimu.
Tačiau norint užbaigti didingą perėjimą nuo „vyšnaitė ant torto“ prie „tik rinkos poreikių“, jam reikės ne tik aiškesnės ir tvirtesnės politinės paramos, bet ir tuo pačiu metu turėtume skatinti optinių duomenų saugojimo pramonės plėtrą diegdami technologijų ir produktų inovacijas. Kaip geriausiai jas derinti? Kokie yra konvergencijos iššūkiai? Į visus šiuos klausimus reikia atsakyti.
1. Kokie yra tipiniai sistemos scenarijai?
Šiuo metu rinkoje daugiausia yra schemų.
Kintamosios srovės pusės prijungimo schema reiškia fotovoltinę ir energijos kaupimo jungtį kintamosios srovės pusėje, energijos kaupimo sistemą galima prijungti prie žemosios įtampos pusės, taip pat galima prijungti prie 10 kV ~ 35 kV magistralės. Schema tinka didelio masto optinio saugojimo elektrinėms, centralizuotam energijos kaupimo sistemos išdėstymui, paprastam valdymui ir elektros tinklo dispečeriniam valdymui.
Nuolatinės srovės pusės prijungimo schema reiškia energijos kaupimo sistemos prijungimą prie nuolatinės srovės pusės, energijos konvertavimą tarp dviejų sistemų su mažiau jungčių, mažesnius energijos nuostolius ir mažesnes investicijas į įrangą. Tokiu atveju saulės keitikliui reikėtų rezervuoti energijos kaupimo sąsają.
2. Kaip pasiekti 1 + 1 > 2 integravimą?
Yra sintezės sprendimų, bet sintezė, norint pasiekti 1 + 1 > 2 efektą, nėra lengva.
Optinės sintezės technologija yra sudėtingesnė. Integracijos sistema turi užtikrinti saugų ir stabilų fotovoltinių, energijos kaupimo ir elektros tinklo veikimą bei įveikti barjerus tarp aparatinės, programinės įrangos ir sistemos lygmens.
Optinių duomenų saugojimo sistemų suliejimo srityje yra daug įrenginių, kuriems reikia išspręsti techninės ir programinės įrangos sąsajų suderinamumo problemą. Įranga dažnai būna skirtingų gamintojų, todėl kyla sunkumų projektuojant elektrines, įsigyjant įrangą, eksploatuojant ir prižiūrint, išlaidos didėja, o svarbiausia, kad skirtingos įrangos ryšio sąsaja skiriasi, todėl integratoriai turi būti susipažinę su skirtingais protokolais ir sąsajomis.
Todėl optinio kaupimo sintezė nėra paprastas fizinis fotovoltinės įrangos ir energijos kaupimo įrangos derinys, o giluminės sintezės technologijos panaudojimas siekiant 1 + 1 > 2 efekto. Tai labai išbando integratoriaus integravimo stiprumą.
3. Pramonės integracijos sutrikimas pasireiškė dėl mažų kainų konkurencijos
Sistemų integracija yra raktas į optinių duomenų kaupimo jėgainės statybą, tačiau vidaus integracijos srityje yra daug iššūkių.
Viena vertus, nėra daug įmonių, turinčių integruotas optinių saugojimo sistemų galimybes. Nesvarbu, ar tai technologijų, ar verslo modelių konvergencija, energijos kaupimas mūsų šalyje vis dar yra ankstyvosiose pramonės plėtros stadijose. Daugelis įmonių yra stiprios atskirose srityse, tokiose kaip saulės inverteriai, energijos kaupimo baterijos, PCS, EMS ir kt., tačiau tik nedaugelis įmonių turi integruotas optines saugojimo sistemas.
Kita vertus, vis labiau aštrėja mažų kainų konkursai, o įmones varžo mažos sąnaudos. Šiuo metu energijos kaupimo pasiūlymo kaina vidaus rinkoje sumažėjo nuo 2,15 juanių/Wh (EPC kaina) iki 1,699 juanių/Wh (EPC kaina), o tai yra gerokai mažiau nei pramonėje pripažinta savikaina.
Skirtingi scenarijai kelia skirtingus energijos kaupimo sistemų reikalavimus, o nėra vieningo energijos kaupimo sistemų projektavimo ir kainos standarto, todėl tai gali lengvai tapti pilkąja zona.
„Dabar įmonės skelbia pasiūlymus dėl baterijų, o standartas yra 6000 ciklų. Pramonė neturi vieningo vertinimo standarto. Kai kurie gamintojai siūlo pasiūlymus dėl projektų, kuriuose yra baterijų, kurių ciklo trukmė yra mažesnė nei 3000 ciklų, mažomis kainomis. Žinoma, mes negalime su jais konkuruoti kainos atžvilgiu“, – bejėgiškai sakė vyresnysis energijos kaupimo specialistas.
„Žinoma, svarbiausias energijos kaupimo sistemos integravimo aspektas yra nuolatinės srovės pusės saugos valdymas, t. y. akumuliatorių sistemos saugos valdymas, kuriam reikalingas labai išsamus sistemos apsaugos projektas“, – tęsė šaltinis. Elementai, moduliai, akumuliatorių klasteriai, akumuliatorių sistemos valdymas – visi keturi lygiai yra tarpusavyje sujungti, geras sistemos apsaugos projektas leidžia realiuoju laiku žinoti jų veikimo būseną, iš anksto įspėti apie gedimus, o gedimo atveju taip pat galima įgyvendinti laipsnišką apsaugą ir greitą sujungimo apsaugą.
Priešingu atveju, maži gedimai gali lengvai virsti didelėmis problemomis. Pastaraisiais metais Pietų Korėjoje įvyko daugiau nei 30 gaisrų, kurių dauguma priežasčių – elektros sistemos konstrukcijos defektai, apsaugos sistemos gedimai.
Bandymas tuo nesibaigia, yra akumuliatoriaus veikimo laiko problemų, turi būti suprojektuota energijos kaupimo temperatūros kontrolės sistema. Griežtas terminis modeliavimas ir eksperimentinis patikrinimas, energijos kaupimo konteinerių oro kanalų projektavimas, oro kondicionavimo galios konfigūracija ir t. t. Šios jungtys nėra griežtai kontroliuojamos ir projektuojamos, todėl ličio baterijų temperatūros disbalansas konteinerio viduje gali pablogėti, o tai dar labiau padidina elemento nestabilumą.
Autorius susidūrė su 4H energijos kaupimo sistema, kai celės temperatūros skirtumas pasiekė 22 ℃, tai ne tik rimtai paveikė akumuliatoriaus veikimo laiką, bet ir padidino energijos kaupimo elektrinės veikimo riziką.
4. Kaip galima efektyviai valdyti energijos kaupimo sistemas?
Nuo schemos parinkimo iki sistemos integravimo, saugus visos energijos kaupimo sistemos veikimas ir optimali nauda yra glaudžiai susiję su visos sistemos veikimu ir valdymu.
Palyginti su tradiciniu ekonominiu elektrinės dispečeriniu režimu, optinės atminties energijos gamybos sistemos dispečerinio valdymo metu reikėtų visapusiškai atsižvelgti į efektyvų akumuliatorių ir keitiklių valdymą kaupimo elektrinėje, tokiu būdu galima pagerinti visos elektrinės saugą ir ekonomiškumą.
Čia išryškėja EMS (energijos valdymo sistemos, RRB), optinės atminties įrenginio išmaniųjų smegenų, svarba. Kaip energijos kaupimas veikia su fotovoltinėmis sistemomis ir elektros tinklais? Kiek turėtų įkrauti pati baterija, kaip ją įkrauti, kaip užtikrinti saugumą? Visa tai reikalauja išmaniųjų ir efektyvių integruoto valdymo EMS sistemų.
Pavyzdžiui, fotovoltinės sistemos išlyginimas gali būti pagrįstas fotovoltinės energijos gamybos fotovoltinės išvesties išlyginimo valdymu, nustatant lygumo parametrą, EMS ima lygumo parametrą kaip valdymo tikslą, energijos kaupimo sistemai taikomas greitas įkrovimo ir iškrovimo valdymas, kad energijos gamybos sistemos išėjimo galia būtų nustatyto keitimo greičio diapazone.
Šiuo metu pramonėje labiau paplitusi praktika, kai išmaniosios EMS sistemos, pagrįstos fotovoltinės galios prognozavimu ir energijos kaupimo milisekundinėmis atsako charakteristikomis, užtikrina sklandų fotovoltinių sistemų valdymą, sumažina poveikį elektros tinklui, pagerina elektros tinklo veikimo stabilumą ir patikimumą. Tuo pačiu metu tarp BMS, PCS ir EMS buvo sukurtas milisekundinis greito sujungimo mechanizmas, siekiant apsaugoti akumuliatorių ir visą sistemą.
Be to, pažangi intelektualioji EMS taip pat gali pasiekti daugiaenerginį skaitmeninį integruotą valdymą, visapusišką plaukų, perdavimo, paskirstymo ir visos scenos aprėptį.
