Energieopslagsysteem-Ondersteunde oplossingen voor aansluiting op het elektriciteitsnet voor hernieuwbare energie zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in twee typen: parallelle AC-aansluiting en DC-koppeling.
De parallelle AC-verbindingsoplossing, zoals weergegeven in de afbeelding, verwijst naar apparatuur die is aangesloten op een elektronisch elektriciteitsnet- op het gebied van hernieuwbare energie, zoals fotovoltaïsche omvormers of windturbine-omvormers, die via het wisselstroomnet is aangesloten op een energieopslagconverter (PCS). Onder de uniforme coördinatie en controle van het EMS voert het functies uit zoals het scheren van pieken en het opvullen van dalen, het verbeteren van de nauwkeurigheid van de voorspellingen en het afvlakken ervan.
De belangrijkste voordelen van parallelle AC-verbindingsschema's zijn onder meer eenvoudige en duidelijke elektrische verbindingen tussen apparaten, functionele ontkoppeling en gemakkelijke standaardisatie van apparatuurontwikkeling en productieprocessen; de belangrijkste nadelen zijn hogere kosten voor lijnen en aangesloten apparatuur, een snellere besturingsreactiesnelheid die nodig is voor PCS en een lagere efficiëntie voor meerdere energieconversies.
Het koppelingsschema kan op effectieve wijze gebruik maken van de gelijkstroomkoppeling die inherent is aan de meeste duurzame-energienetwerken-aangesloten energieopwekkingssystemen, waarbij direct batterij-energieopslagapparaten worden toegevoegd om meerdere energieconversies van hernieuwbare energie te verminderen. Dit verbetert de netverbinding van het systeem en de efficiëntie van de energieopslag; Het maakt ook direct gebruik van bestaande apparatuur en verbindingskanalen op het duurzame energienetwerk-, waardoor de noodzaak voor uitbreiding van AC-apparatuur wordt geëlimineerd en de investeringskosten voor hardware worden verlaagd. Er is echter sprake van koppeling tussen het besturingssysteem en de bestaande op het elektriciteitsnet-aangesloten apparatuur, waarvan de dichtheid afhangt van de controlemethode voor de netaansluiting van het oorspronkelijke hernieuwbare energiesysteem.
Als we als voorbeeld een volledig-windturbinenetwerk-aangesloten omvormer nemen, zoals weergegeven in de afbeelding, is dit over het algemeen een AC-DC-AC "back{4}}naar-back"-structuur. De omvormer aan de net-kant werkt in de spanningsregelmodus aan de gelijkstroom-zijde, terwijl de omvormer aan de turbine-zijde werkt in de modus voor het regelen van het vermogen van windturbines of de modus voor koppelregeling. De twee zijn gescheiden door de DC-zijde en worden onafhankelijk geregeld, waarbij de grote condensatorbank aan de DC-zijde fungeert als buffer- en ontkoppelingsmechanisme. Door een bepaalde capaciteit van BESS aan de gelijkstroomzijde aan te sluiten om zo een geïntegreerd wind- en energieopslagsysteem te vormen, kan het op het elektriciteitsnet aangesloten vermogen van de windturbine goed worden gecontroleerd en kan de energie in de loop van de tijd worden overgedragen, zonder dat dit een significante impact heeft op het windturbinesysteem, met name op de besturing van de windturbine-omzetter.
Het basisbesturingsprincipe is als volgt: de lokale controller stelt de werkmodus in, zoals peak shaving en valley filling, waardoor de voorspellingsnauwkeurigheid of smoothing wordt verbeterd, en integreert grid dispatch-informatie om op een bepaald moment het totale net-aangesloten stroomdoelcommando ∑P* voor het wind-opslagsysteem te genereren; het bewaakt de energieopwekking door windturbines PNOen de status van het energieopslagsysteem in realtime, en berekent en genereert uitgebreid het laad- en ontlaadbesturingscommando P* van het energieopslagsysteemBESS:
BESS bestuurt de windturbine via een DC/DC-omzetter, waarbij P* wordt gevolgdBESScommando's om energieopslag en -vrijgave te bewerkstelligen tussen de DC-zijde van de windturbine-omzetter en de batterij; de net-omzetter werkt in de gelijkrichtermodus en stabiliseert de DC-zijdespanning Vde om het totale net-aangesloten vermogen ∑P van de windturbine te bereiken:
Wanneer de SOC van het energieopslagsysteem zich in een kritieke overbelastingsstatus bevindt, moet de lokale controller ook het uitvoercommando P* beperkenNOvan de windturbine door de hoofdcontroller van de windturbine te plannen, zodat de vermogens-beperkte werking van de windturbine wordt gerealiseerd.
Het vereenvoudigde diagram van het besturingssysteem wordt getoond in de figuur. Vgelijkstroomen Uroosterkomen overeen met de effectieve waarden van respectievelijk de DC--zijdespanning van de windturbine-omzetter en de fasespanning van het elektriciteitsnet; IBEs, Igelijkstroom, INO, en ikroosterkomen overeen met de laad- en ontlaadstroom van het energieopslagsysteem, de gelijkstroom van de windturbine-energie-omzetter- (die stroomt van de huidige- zijbuscondensatorbank naar de IGBT-brugarm van de net- zij-omvormer), de gelijkstroom van de windturbinemachine- zijomzetter (die stroomt van de- IGBT-brugarm van de machinezijkant naar de DC- zijbuscondensatorbank) en de net- aangesloten stroom van de windturbinenetwerk-zijconverter (dat wil zeggen, de totale-aangesloten stroom van het wind-opslagsysteem).
Voor windturbines met dubbel-gevoede inductiegeneratoren (DFIG) is het energieopwekkingssysteem (PNO) bestaat uit uitgangsvermogen aan de rotor-zijde en de stator-zijde, waarmee de lokale controller uitgebreid rekening moet houden bij het berekenen van de vermogensopdracht voor het energieopslagsysteem.
Het is duidelijk dat in het wind{0}}opslagsysteem zowel de net-omzetter als de turbine-omzetter de oorspronkelijke DC-spanningsregelmodus en de turbine-stroomregelmodus behouden, zonder dat er wijzigingen in het besturingsalgoritme nodig zijn. Het tijdig en accuraat verkrijgen van de statusinformatie van het windopslagsysteem is echter van cruciaal belang voor de lokale controller om uniforme controle over het energieopslagsysteem en het belangrijkste windturbinebesturingssysteem te bereiken.
Het besturingsschema voor een parallel fotovoltaïsch-gelijkstroomsysteem met opslag wordt weergegeven in de afbeelding. Dit regelschema heeft geen invloed op de werking van de fotovoltaïsche omvormer, die altijd werkt in de piek-belastingsmodus of de korte- vermogenslimiet-modus van het energieopslagsysteem. Het energieopslagsysteem voert, in samenwerking met de lokale controller, een snelle stroomregeling uit om het net-aangesloten vermogen van het fotovoltaïsche-opslagsysteem binnen de toegestane stuurfoutbandbreedte te houden.
Het assisteren bij de netaansluiting van nieuwe energiebronnen is een zeer belangrijk toepassingsgebied van BESS (Balanced Energy Storage System). Vanuit het perspectief van de controletijdschaal kan dit worden onderverdeeld in uurlijkse piek-vulling en minuut-niveauverbetering van de voorspellingsnauwkeurigheid en het afvlakken van fluctuaties. De eerste maakt volledig gebruik van de capaciteit van het bestaande elektriciteitsnet om nieuwe energiebronnen te huisvesten en vermindert...
Het ondersteunen van de aansluiting op het duurzame energienet is een cruciaal toepassingsgebied voor het Baseline Energy Saving System (BESS). Vanuit een tijdschaalperspectief kan dit worden onderverdeeld in het afvlakken van pieken en het opvullen van dalen per uur, en kleine-verbeteringen in de nauwkeurigheid van de voorspellingen en het afvlakken van fluctuaties. De eerste is belangrijk voor het volledig benutten van de capaciteit voor hernieuwbare energie van het bestaande elektriciteitsnet, het verminderen van de reserves aan conventionele eenheden of het vermijden van langdurige inperking van hernieuwbare energie. Dit laatste verbetert, in combinatie met voorspellingstechnologieën voor de opwekking van hernieuwbare energie, de planning en de verzendbaarheid van de aansluiting op het elektriciteitsnet voor hernieuwbare energie, vergroot de netwerkvriendelijkheid en vermindert de bezetting van middelen voor snelle frequentieregulering op het elektriciteitsnet.
In praktische projecten vereisen toepassingen voor piekscheren en het opvullen van dalen BESS-systemen die in staat zijn elektriciteit van meerdere uren op te slaan of vrij te geven, waardoor batterijeenheden met een grote- capaciteit nodig zijn. Onder de huidige bedrijfsmodellen is het eenvoudigweg toepassen van deze functie vaak oneconomisch, of brengt een aanzienlijk risico met zich mee dat de economische voordelen door seizoensinvloeden afnemen. Met de voortdurende verbetering van de nauwkeurigheid van de prognoses voor de opwekking van hernieuwbare energie en de BESS-algoritmen voor energiecontrole, is het echter heel goed mogelijk om op minuscule-niveau BESS-ondersteunde functies voor aansluiting op het hernieuwbare energienet te integreren in projecten voor het voorkomen van pieken en het opvullen van dalen. Hierdoor kan een project uitgebreide toepassingen uitvoeren onder uniform beheer door een EMS of lokale controller, hetzij in time-sharing of gelijktijdig, waardoor de algehele economische efficiëntie van het project wordt verbeterd. Bovendien maken de meeste van deze toepassingen, rekening houdend met de configuratievereisten voor vermogen en capaciteit voor het verbeteren van de voorspellingsnauwkeurigheid en afvlakkingsfuncties, gebruik van energieopslag van het type laag-hoog-hoogfrequent-vermogen. Daarom heeft de toevoeging van deze functies een relatief beperkte impact op de configuratie van bestaande projecten voor het scheren van pieken en dalen{13}, waardoor dit technisch haalbaar wordt.