Cyfansoddiad sylfaenol ac egwyddor weithredol system storio ynni ffotofoltäig
Mae system storio ynni gorsaf bŵer ffotofoltäig yn system rheoli ynni integredig iawn, a'i swyddogaeth graidd yw cyflawni'r cyfieithiad sbatotemporal o ynni trydanol a datrys problemau ysbeidiol a chynhyrfus cynhyrchu pŵer ffotofoltäig. Mae'r system yn cynnwys cydrannau craidd yn bennaf fel unedau cynhyrchu pŵer ffotofoltäig, pecynnau batri storio ynni, trawsnewidwyr dwyochrog (PCs), systemau rheoli ynni (EMS), a systemau dosbarthu, gan ffurfio dolen weithio gyflawn.
Fel diwedd mewnbwn ynni'r system, mae modiwlau ffotofoltäig yn defnyddio silicon grisial sengl neu dechnoleg silicon polycrystalline, gydag effeithlonrwydd trosi yn gyffredinol yn cyrraedd 18% -22%. O dan amodau prawf safonol (STC), gall cynhyrchu pŵer blynyddol pob cilowat o fodiwl ffotofoltäig gyrraedd 1200-1600 kWh, yn dibynnu ar y lleoliad daearyddol a'r ongl gosod. Ar ôl i'r trydan DC a gynhyrchir gan y cydrannau gael ei gasglu trwy'r blwch Combiner, mae peth ohono'n cael ei drawsnewid yn uniongyrchol i drydan AC gan yr gwrthdröydd i gyflenwi'r llwyth neu gael ei gysylltu â'r grid, tra bod y rhan arall yn cael ei chodi ar y batri storio ynni trwy'r trawsnewidydd DC\/DC.
Y pecyn batri storio ynni yw cyfrwng storio ynni craidd y system. Ar hyn o bryd, y defnydd prif ffrwd yw batris ffosffad haearn lithiwm (LFP), gyda foltedd un gell o 3.2V, dwysedd egni o 160-200 WH\/kg, a bywyd beicio o dros 6000 o weithiau (cyfradd cadw capasiti 80%). Mae'r System Rheoli Batri (BMS) yn monitro foltedd, tymheredd a statws SOC pob batri mewn amser real i sicrhau bod y system yn gweithredu o fewn ystod ddiogel. Gall BMS datblygedig hefyd sicrhau cydbwyso gweithredol, gan reoli'r gwahaniaeth foltedd rhwng celloedd unigol yn y pecyn batri o fewn ± 50mV, gan ymestyn oes y batri yn sylweddol.
Mae trawsnewidydd dwyochrog (PCS) yn offer allweddol sy'n cysylltu systemau storio ynni DC â gridiau pŵer AC. Mae cyfrifiaduron personol modern yn defnyddio dyfeisiau pŵer IGBT neu SIC, a gall yr effeithlonrwydd trosi gyrraedd dros 98%. Mae ei swyddogaethau craidd yn cynnwys: cyflawni trosi dwyochrog rhwng AC a DC, addasu ffactor pŵer allbwn (fel arfer o fewn ± 0. 9), gan ddarparu taith foltedd isel trwy allu (LVRT), ac ati. Os bydd y grid pŵer yn methu, gall cyfrifiaduron personol gwblhau'r modd newid o fewn 2ms i sicrhau gweithrediad stabl.
Y System Rheoli Ynni (EMS) yw ymennydd y system gyfan ac mae'n mabwysiadu pensaernïaeth rheoli hierarchaidd. Mae'r haen uchaf yn gwneud penderfyniadau amserlennu ynni yn seiliedig ar algorithmau deallusrwydd artiffisial, tra bod yr haen isaf yn cyflawni rheolaeth lefel dyfais trwy PLC. Mae'r swyddogaethau nodweddiadol yn cynnwys: Rhagfynegiad Cynhyrchu Pwer Ffotofoltäig (gan ddefnyddio rhwydwaith niwral LSTM, 24- Gwall rhagfynegiad awr<8%), load demand forecasting, economic optimization scheduling, etc. Modern EMS also supports remote monitoring and fault diagnosis, and achieves cloud management through 4G/5G networks.
Mae'r system dosbarthu pŵer yn cynnwys trawsnewidyddion, switshis, dyfeisiau amddiffynnol, ac ati, gyda lefel foltedd fel arfer o 0. 4kV neu 10kV. Rhaid i ddyluniad y system gydymffurfio â gofynion safonol fel rheoliadau technegol GB\/T 36547-2018 "ar gyfer systemau storio ynni electrocemegol sy'n gysylltiedig â rhwydweithiau dosbarthu" i sicrhau diogelwch cysylltiad grid. Mae swyddogaethau amddiffyn gwrth -lif ac amddiffyn ynysu yn hanfodol, ac mae'r gofyniad amser gweithredu amddiffyn yn llai na 200ms.
Cymharu a dewis technolegau storio ynni prif ffrwd
Mae'r technolegau storio ynni cyfredol sydd ar gael ar gyfer gweithfeydd pŵer ffotofoltäig yn cynnwys tri chategori yn bennaf: storio ynni electrocemegol, storio ynni mecanyddol, a storio ynni electromagnetig. Mewn cymwysiadau ymarferol, mae storio ynni electrocemegol yn dominyddu oherwydd ei hyblygrwydd uchel a'i gyflymder ymateb cyflym, ac ymhlith batris lithiwm-ion yw'r rhai a ddefnyddir fwyaf.
Ar hyn o bryd, batris ffosffad haearn lithiwm (LFP) yw'r dewis a ffefrir ar gyfer gweithfeydd pŵer ffotofoltäig, gyda'u manteision craidd yn cael eu hadlewyrchu mewn tair agwedd: diogelwch, gyda thymheredd cychwyn ffo thermol yn fwy na 200 gradd, llawer uwch na'r 150 gradd o ddeunyddiau teiran; O ran bywyd beicio, gall gyrraedd dros 6000 o gylchoedd o dan amodau gollwng dwfn (Adran Amddiffyn) o 80%; O ran cost, gyda chynnydd technolegol, mae pris y system wedi'i ostwng i 1. 2-1. 5 yuan\/wh. Mae data mesuredig prosiect 100MWH yn dangos bod effeithlonrwydd cyffredinol system batri LFP yn cyrraedd 92%, gyda chyfradd pydredd flynyddol o<2%.
Mae batris asid plwm, fel technoleg draddodiadol, yn dal i gael eu defnyddio o fewn ystod benodol. Mae ei fantais yn gorwedd yn ei fuddsoddiad cychwynnol isel (tua {{0}}. 8-1. 0 yuan\/wh) ac aeddfedrwydd technolegol uchel. Ond mae'r anfanteision hefyd yn amlwg: dim ond 500-1200 gwaith y mae'r bywyd beicio (50% Adran Amddiffyn), y dwysedd egni yw 30-50 wh\/kg, ac mae risg o lygredd plwm. Yn raddol, mae batris asid plwm wedi cael eu diddymu'n raddol mewn sefyllfaoedd sy'n gofyn am storio ynni capasiti mawr.
Mae batris llif (fel pob batris llif vanadium) yn addas ar gyfer storio ynni tymor hir (4-8 awr), gyda bywyd beicio o dros 10000 gwaith a dim materion diraddio. Ond dim ond 20-30 wh\/kg yw'r dwysedd egni, effeithlonrwydd y system yw 70% -75%, ac mae'r buddsoddiad cychwynnol mor uchel â 3-4 yuan\/wh. Ar hyn o bryd, fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer storio ynni ar ochr y grid ac fe'i defnyddir yn llai cyffredin mewn gweithfeydd pŵer ffotofoltäig.
Mae'r batri ïon sodiwm sy'n dod i'r amlwg wedi denu llawer o sylw, ac mae ei egwyddor weithredol yn debyg i egwyddor batris lithiwm-ion, ond mae'n defnyddio'r elfen sodiwm am bris isaf. Mae data labordy yn dangos bod dwysedd ynni batris ïon sodiwm wedi cyrraedd 120-160 wh\/kg, gyda bywyd beicio o tua 3000 o weithiau a chost 20% -30% yn is na LFP. Fodd bynnag, mae'r lefel gyfredol o ddiwydiannu yn ddigonol, ac mae achosion cymhwysiad prosiect ymarferol yn gyfyngedig.
Mae angen i ddethol technegol ystyried sawl ffactor yn gynhwysfawr: Ar gyfer gweithfeydd pŵer ffotofoltäig uwchlaw 1MW, argymhellir blaenoriaethu batris LFP; Ar gyfer systemau grid bach oddi ar ardaloedd anghysbell, gellir ystyried bod batris asid plwm yn lleihau buddsoddiad cychwynnol; Ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am oes beicio estynedig, mae batris llif yn ddewis posib. Mae dadansoddiad cymharol o orsaf bŵer ffotofoltäig 10MW yn dangos bod cost cylch bywyd llawn defnyddio batris LFP 35% yn is na batris asid plwm a 50% yn is na batris llif.
Technolegau allweddol y system rheoli ynni deallus
Mae systemau rheoli ynni modern wedi esblygu o gasglu a monitro data syml i ymennydd deallus sydd â galluoedd gwneud penderfyniadau deallusrwydd artiffisial. Mae ei bensaernïaeth technoleg graidd yn cynnwys pedair lefel: haen ganfyddiad, haen rhwydwaith, haen platfform, a haen ymgeisio.
Mae'r haen ganfyddiad yn casglu data amser real trwy amrywiol synwyryddion: mae'r arae ffotofoltäig wedi'i chyfarparu â sganiwr cromlin IV, a all ganfod diffygion rhaeadru; Gosod synwyryddion foltedd\/tymheredd ar gyfer systemau batri (cywirdeb ± 0. 5%); Mae gan PCS ddadansoddwr ansawdd pŵer (cyfradd samplu o 256 pwynt y cylch). Yn ôl ystadegau o brosiect penodol, mae angen defnyddio dros 2000 o bwyntiau monitro ar system 10MW nodweddiadol, gyda chyfradd adnewyddu data o hyd at 100ms.
Mae haen y rhwydwaith yn mabwysiadu dull rhwydweithio hybrid o Ethernet diwydiannol a rhwydwaith preifat diwifr. Mae signalau rheoli allweddol yn cael eu trosglwyddo trwy ffibrau optegol i sicrhau oedi o lai na 10ms; Gellir trosglwyddo data anfeirniadol gan ddefnyddio technolegau diwifr fel Lora. Mae angen i'r protocol cyfathrebu system gefnogi sawl safonau fel IEC 61850 a MODBUS i gyflawni rhyng -gysylltiad a rhyngweithredu dyfeisiau.
Craidd yr haen platfform yw technoleg gefell ddigidol, sy'n cyflawni tair swyddogaeth graidd trwy sefydlu mapio rhithwir o'r system gorfforol: mae rhagfynegiad cynhyrchu pŵer ffotofoltäig yn mabwysiadu model hybrid sylw LSTM+, ynghyd â rhagweld tywydd rhifiadol (NWP), i reoli'r gwall rhagfynegiad 72 awr o fewn 10%; Mae rhagweld llwyth yn seiliedig ar ddysgu atgyfnerthu dwfn (DRL), gan ystyried moddau yn ystod yr wythnos\/gwyliau, gyda chywirdeb o 92%; Optimeiddio'r cais amserlennu gydag algorithm rhaglennu deinamig aml-amcan, wrth ystyried 7 amcan optimeiddio fel gwahaniaeth pris trydan, gwanhau batri, a galw grid.
Mae'r haen ymgeisio yn gweithredu swyddogaethau busnes penodol: mae'r modiwl anfon economaidd yn cefnogi cyflafareddu Peak Valley (dadansoddi data prisiau trydan lleol 3- blwyddyn, gan optimeiddio cyfnodau codi tâl a rhyddhau yn awtomatig), rheoli galw (rhagweld y galw mwyaf misol, arbed costau trydan sylfaenol); Gall y modiwl gwasanaeth ategol gymryd rhan mewn marchnadoedd fel rheoleiddio amledd (amser ymateb<500ms) and peak shaving (adjustment amplitude ± 20% Pn); The operation and maintenance management module has functions such as fault warning (predicting equipment failures 24 hours in advance with an accuracy rate of 85%) and energy efficiency analysis.
Mae data gweithredol gwirioneddol prosiect storio ynni ffotofoltäig 5 0 MW yn dangos bod EMS deallus wedi cynyddu refeniw system 28%. Yn eu plith, cael incwm ychwanegol o 0.15 yuan\/kWh trwy gymryd rhan mewn gwasanaethau ategol FM; Lleihau colledion solar segur 12% trwy ragweld llwyth yn gywir; Trwy optimeiddio'r strategaeth codi tâl a rhyddhau batri, mae bywyd y batri wedi'i ymestyn 17%. Mae cyfnod ad -dalu buddsoddiad y system wedi'i fyrhau o 7.5 mlynedd i 5.8 mlynedd.
