S neustálým zvyšováním podílu těkavé nové energie, jako je větrná energie a fotovoltaika ve výkonové mřížce, není schopnost regulace frekvence tradiční výroby tepelné energie postupně neschopná splňovat požadavky na stabilitu výkonové mřížky. Kontejnery pro skladování energie se staly „novým miláčkem“ trhu Power Grid Auxiliary Service Service s rychlostí milisekundy, životností s vysokou životností a flexibilními charakteristikami nasazení. Hrají nenahraditelnou roli v regulaci primární frekvence, regulaci sekundární frekvence, vrcholu holení a plnění údolí a předefinují stabilní režim řízení energetického systému.
1 Reakce na úrovni milisekundy: „vysokorychlostní regulátor“ pro regulaci frekvence napájecí mřížky
Stabilita frekvence napájecí mřížky (50 Hz ± 0,2 Hz v Číně) je hlavním indikátorem bezpečného provozu energetického systému. Když se zátěž náhle zvýší nebo prudce výstup nové energie klesne, frekvence se okamžitě odchýlí od standardní hodnoty. Pokud není upraveno včas, může to způsobit rozsáhlé výpadky napájení. Doba frekvenční odezvy tradičních tepelných energetických jednotek je obvykle 10-30 sekund, zatímco rychlost odezvy kontejnerů pro skladování energie může být až 50 milisekund, což je více než 200krát vyšší než u jednotek tepelného výkonu. Mohou rychle zasáhnout v raných stádiích frekvenčních fluktuací a potlačit expanzi odchylek.
V regulaci frekvence simuluje kontejner pro skladování energie charakteristiky setrvačnosti synchronního generátoru prostřednictvím „ovládání virtuální setrvačnosti“. Když rychlost změny frekvence napájecí sítě překročí 0,1 Hz/s, systém skladování energie automaticky uvolňuje nebo absorbuje aktivní výkon. Každá skupina kontejneru pro skladování energie 100MW/20MWh může poskytnout 50MW schopnosti okamžité regulace, což odpovídá příspěvku modulace kmitočtu dvou 300 MW tepelných energetických jednotek. Projekt kontejneru pro skladování energie podporující milion kilowattových větrné farmy v Jiangsu zvýšil míru kvalifikace frekvenční kvalifikace připojení větrné energie z 98,5% na 99,9% prostřednictvím frekvenční regulační služby, čímž se sníží pokuty více než 3 miliony juanů ročně kvůli frekvenci přesahující standard.
Regulace sekundární frekvence testuje schopnost kontinuální regulace systému skladování energie. Kontejnery pro skladování energie musí udržovat stabilní výkon do 1-5 minut podle pokynů pro odeslání mřížky, aby se kompenzovalo zbytkové odchylky po regulaci frekvence. Kontejner přijímá roztok pro skladování hybridní energie „lithiového fosfátu+superkondenzátoru“, který může vyvážit hustotu energie a hustotu výkonu: Superkondenzátor je zodpovědný za dopad vysoce výkonu v prvních 10 sekundách a lithiová baterie potom provádí nepřetržité přizpůsobení se sekundární frekvenční odezvy, což je třikrát vyšší, než je to čisté časy, než je čistá časy, než je to, než je to čisté časy, než je čistější, než je čistá časy, než je čistá, než je to, než je čistá časy, než je čistá, než je čistá, než je čistě vyšší, než je čistě časnější.
2 Vrcholové holení a plnění údolí: „odborník na energetickou arbitráž“ na trhu s elektřinou
Na trhu s elektřinou, kde je významný rozdíl mezi cenami špičky a údolí elektřiny, mohou kontejnery pro skladování energie zajistit maximální holení i výplň údolí pro energetickou síť a stabilní výnosy pro investory prostřednictvím arbitrážního modelu „Nabíjení a vypouštění údolí“. Vezmeme-li jako příklad Šanghaj, v roce 2024 cena elektřiny během špičkových hodin (10: 00-11: 00, 14: 00-15: 00) dosáhne 1,2 juanu/kWh, zatímco během mimo špičkové hodiny (0: 00-7: 00) bude jen 0,25 juan/kWh, s cenovým rozdílem téměř 5krát. Skupina kontejnerových kontejnerů 100MWh může dokončit jeden cyklus nabíjení a vypouštění denně, s denním ziskem asi 80000 juanů po odečtení ztrát a anualizovaným ziskem přes 29 milionů juanů. Doba návratnosti investic může být kontrolována do 5-6 let.
V reakci na jev „zkrácení větrné a sluneční energie“ způsobené rychlým vývojem nové energie mohou být během poledního vrcholu fotovoltaického výstupu a vypouštěny během večerního maximálního zatížení, což zlepšuje míru čisté energie. Projekt kontejneru pro skladování energie 500 mWh podporující fotovoltaickou základnu v Gansu může zvýšit roční fotovoltaickou spotřebu o 120 milionů kWh, snížit míru omezení z 15% na 5% a poskytnout 100MW maximální holicí kapacitu pro energetickou mřížku a dostávat dotaci na vrchol asi 20 milionů juanů za rok.
Služby zálohování kapacity jsou dalším zdrojem příjmů pro kontejnery pro skladování energie. Během vrcholného zatížení sítě napájecí sítě slouží systém skladování energie jako záložní zdroj energie k udržení horkého pohotovostního stavu, který je připraven kdykoli reagovat na nedostatek napájení a přijímat dotace na základě záložní kapacity. Kontejner pro skladování energie 20MWh v průmyslovém parku v Guangdongu může generovat další roční příjem 1,2 milionu juanů účastí na trhu s kapacitní rezervou, což odpovídá snížení nákladů na elektřinu za kilowatt -hodinu o 0,15 juanů.
3 Modulární klastr: „Elastický sbor“ pomocných služeb mřížky
Modulární povaha kontejnerů pro skladování energie jim umožňuje rychle tvořit „klastry regulační regulace“ a flexibilně upravit jejich měřítko podle potřeb energetické mřížky. Jedna kontejner 20 stop může poskytnout 5-10 mWh kapacity pro skladování energie. Prostřednictvím technologie kontroly klastru mohou stovky kontejnerů tvořit elektrárnu pro skladování energie na úrovni GWH a reagovat na rozsáhlé potřeby nařízení o energii energetické sítě. Projekt pro skladování energie Vistra v Texasu v USA se skládá ze systému 1,2GWH, který se skládá ze 400 kontejnerů pro skladování energie. Během vrcholného období spotřeby elektřiny v létě 2023 poskytne frekvenční regulační služby více než 500krát denně, což stabilizuje frekvenci místní sítě.
Jádrem technologie kontroly klastru je platforma pro správu virtuální elektrárny (VPP). Platforma shromažďuje SOC v reálném čase (stav nabití), výkon a další data každého kontejneru prostřednictvím komunikace 5G. Pomocí modelu prediktivní kontrolní algoritmy vyrovnává doby nabíjení a vypouštění každého kontejneru při splnění pokynů mřížky, čímž se prodlouží celkovou životnost klastru o 10%. V projektu shluku pro skladování energie u určité provincie Power Grid, platforma VPP ovládala rozdíly v nabíjení a vypouštění 100 kontejnerů v rámci 5%, čímž se zabránilo předčasnému odchodu do důchodu jednotlivých zařízení v důsledku nadměrného použití.
Schopnost černého startu je konečnou zárukou klastrů skladování energie. Pokud je v energetické mřížce rozsáhlý výpadek napájení, může shluk pro skladování energie sloužit jako zdroj černého počátečního energie pro dodávku napájení pomocného vybavení v tepelných elektrárnách a vodních zařízeních, což pomáhá hlavnímu zdroji energie k obnovení provozu. Shluk kontejneru 100MWH určité elektrárny pro skladování energie v provincii Zhejiang byl ověřen prostřednictvím testů Black Startu, aby do 30 minut poskytl počáteční výkon pro dvě tepelné jednotky 600MW tepelného výkonu, což zkrátí dobu obnovy napájecí sítě na méně než 2 hodiny a snížením o 4 hodiny ve srovnání s tradičními černými počátečními systémy.
Rozsáhlá aplikace kontejnerů pro skladování energie v oblasti pomocných služeb mřížky označuje transformaci energetického systému z „zdroje po zatížení“ na „koordinaci úložiště zatížení zdroje“. Tyto flexibilní „energetické regulační orgány“ nejen zvyšují stabilitu energetické sítě a schopnost absorbovat novou energii, ale také získávají značné výhody účastí na trhu s elektřinou a vytvářejí model „sociálních výhod“ oboustranně výhodné a poskytují klíčovou podporu pro konstrukci nových energetických systémů.