Fformiwla Cyfrifo Effeithlonrwydd Ar gyfer System Gorsaf Bŵer Storio Ynni

1. Diffiniad effeithlonrwydd o system gorsaf bŵer storio ynni

Effeithlonrwydd cynhwysfawr yr orsaf bŵer

Yn ôl GBT 36549-2018 "Dangosyddion Gweithredu a Gwerthusiad o Orsafoedd Pŵer Storio Ynni Electrocemegol", dylai effeithlonrwydd cynhwysfawr gorsafoedd pŵer storio ynni fod yn gymhareb y trydan ar y grid a thrydan oddi ar y grid yn ystod proses gynhyrchu a gweithredu'r gorsaf bŵer storio ynni yn ystod y cyfnod gwerthuso, hynny yw, cyfanswm y trydan a drosglwyddir o'r orsaf bŵer storio ynni i'r grid gan y mesurydd porth rhwng yr orsaf bŵer storio ynni a'r grid yn ystod y cyfnod gwerthuso / cyfanswm y trydan a dderbynnir gan y storfa ynni gorsaf bŵer o'r grid.

Effeithlonrwydd dyfeisiau storio ynni

Yn ôl GB/T 51437-2021 "Safonau Dylunio ar gyfer Gorsafoedd Pŵer Cyfunol ar gyfer Storio Gwynt, Solar ac Ynni":

Dylid cyfrifo effeithlonrwydd dyfeisiau storio ynni yn seiliedig ar ffactorau megis effeithlonrwydd batri, effeithlonrwydd system trosi pŵer, effeithlonrwydd llinell bŵer, ac effeithlonrwydd trawsnewidydd gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:

Φ=Φ₁×Φ₂×Φ₃×Φ₄

Φ 1: Effeithlonrwydd batri, effeithlonrwydd batris storio ynni sy'n cwblhau cylchoedd gwefru a rhyddhau, sef cymhareb faint o drydan a ryddheir gan y corff batri i faint o drydan a godir. Yn ôl perfformiad technegol batris storio ynni, nid yw effeithlonrwydd trosi rhyddhau tâl y batri yn llai na 92% (dwygyfeiriad) ar gyfradd 1C, ac nid yw'n llai na 94% (deugyfeiriadol) ar gyfradd 0.5C;

Φ 2: Effeithlonrwydd system trosi pŵer, gan gynnwys effeithlonrwydd cywiro ac effeithlonrwydd gwrthdröydd; Yn ôl sefyllfa gynhyrchu PCS y farchnad, cymerir 98.5% (un-ffordd) yn gyffredinol;

Φ 3:Effeithlonrwydd llinellau pŵer, gan ystyried effeithlonrwydd ar ôl colli trawsyriant deugyfeiriadol o geblau AC/DC;

Φ 4:Effeithlonrwydd trawsnewidydd, gan ystyried yr effeithlonrwydd ar ôl ystyried colled trawsnewid deugyfeiriadol y trawsnewidydd.

2. Colli systemau ategol mewn gorsafoedd pŵer storio ynni

Yn ei gyfanrwydd sy'n gwireddu rhai swyddogaethau, mae gorsafoedd pŵer storio ynni yn dibynnu ar nifer fawr o offer ategol i sicrhau gweithrediad diogel a sefydlog y system storio ynni yn ystod gweithrediad, megis systemau pŵer integredig, systemau goleuo, systemau diogelwch, systemau larwm tân. , systemau amgylcheddol, systemau HVAC, systemau awtomeiddio, ac ati Mae'r systemau hyn yn gweithredu fel systemau ategol ar gyfer gweithfeydd pŵer storio ynni i sicrhau eu gweithrediad dibynadwy, felly mae defnydd pŵer offer ategol hefyd yn cyfrif am gyfran sylweddol o gyfanswm defnydd ynni'r ynni gwaith pŵer storio.

Gall y system storio ynni fod yn weithredol neu ddim yn weithredol (cyflwr wrth gefn). Ar gyfer gorsafoedd pŵer storio ynni sy'n cymryd rhan mewn eillio brig grid a llenwi dyffryn, os mai'r strategaeth weithredu yw cwblhau un tâl ac un gollyngiad y dydd gyda chyfradd rhyddhau tâl o 0.5C, bydd y system storio ynni ar waith yn ystod y cyflwr rhyddhau tâl (2h), ac nid ar waith yn ystod gweddill yr amser. O ran y statws gweithredu, mae statws gweithredu ei offer ategol yn wahanol i statws gweithredu'r cyflwr anweithredol. Y prif wahaniaeth yw bod y system HVAC yn cael ei throi ymlaen yn y cyflwr gweithredu ac nad yw'n cael ei throi ymlaen neu ei throi ymlaen weithiau yn y cyflwr anweithredol.

Mae prif offer ategol y system storio ynni yn defnyddio pŵer yn yr adran batri parod, a'r prif offer sy'n defnyddio pŵer yw aerdymheru diwydiannol. Mae aerdymheru diwydiannol, fel offer rheoli thermol allweddol ar gyfer adrannau parod batri, yn ddyfais hanfodol wrth weithredu systemau storio ynni. Fe'i defnyddir yn bennaf i gynnal tymheredd gweithredu offer storio ynni a sicrhau'r perfformiad gorau posibl o gelloedd storio ynni. Mae defnydd pŵer offer ategol yn ymwneud yn bennaf â strategaethau gweithredol, tymhorau, a ffactorau eraill. Mae aerdymheru'r adran batri parod yn cael ei droi ymlaen yn llawn yn bennaf pan fydd y system storio ynni ar waith. Pan nad yw ar waith, mae'r allfa aer cylchrediad mewnol fel arfer yn cael ei droi ymlaen, heb oeri, ac nid yw'r defnydd pŵer yn uchel. Felly, mae'r strategaeth waith ddyddiol yn cael effaith sylweddol ar ddefnydd pŵer y cyflyrydd aer. Gydag un tâl ac un gollyngiad y dydd, mae'r cyflyrydd aer yn rhedeg am tua 2 awr y dydd. Gyda dau dâl a dau ollyngiad, mae'r cyflyrydd aer yn rhedeg am tua 4 awr.

Mae tymhorau gwahanol hefyd yn cael effaith sylweddol ar y defnydd o bŵer aerdymheru. Mae gallu oeri cyflyrydd aer hefyd yn gysylltiedig â thymheredd yr amgylchedd awyr agored. Pan fydd y tymheredd amgylchynol yn uchel yn yr haf, mae'r effaith oeri yn wael, felly bydd yr oriau gwaith yn cael eu hymestyn. Yn y gaeaf, er bod y tymheredd amgylchynol yn isel ac mae'r effaith oeri yn dda, mae amser gweithio oeri y system storio ynni yn fyrrach na thymhorau eraill. Fodd bynnag, pan nad yw'r storfa ynni yn rhedeg, mae angen gweithredu'r swyddogaeth wresogi o hyd i sicrhau tymheredd gweithio'r celloedd batri storio ynni. Felly, mae'r defnydd pŵer yn gymharol uchel yn y gaeaf a'r haf.

3. Dadansoddiad achos

Trosolwg o'r System a Cholledion

Graddfa ffurfweddu adran batri storio ynni penodol yw 2MW/2MWh, ac mae'r prif offer sy'n defnyddio pŵer yn cynnwys aerdymheru, system rheoli batri (BMS), cefnogwyr, goleuadau, ac ati. Dull gweithredu'r system storio ynni yw cymryd rhan mewn eillio brig a llenwi dyffryn y grid pŵer, a'r cyflwr gweithredu yw 1C codi tâl a gollwng, gydag un cylch. Ffurfweddu 2 uned aerdymheru, gydag uchafswm pŵer oeri o 17.5kW ar gyfer pob uned, sef cyfanswm o 35kW ar gyfer 2 uned. Uchafswm y pŵer gwresogi ar gyfer pob uned yw 15kW, sef cyfanswm o 30kW ar gyfer 2 uned. Pan fydd y cyflyrydd aer yn gweithredu mewn modd cylchrediad mewnol, defnydd pŵer un cyflyrydd aer yw 2kW, a chyfanswm defnydd pŵer dau gyflyrydd aer yw 4kW. Mae dyfeisiau trydanol eraill yn cynnwys systemau rheoli batri (BMS), cefnogwyr (wedi'u gosod ym mhob modiwl batri), gosodiadau goleuo, ac ati, gyda chynhwysedd cyflenwad pŵer uchaf o tua 5kW.

(1) Colli system ategol

Yn ôl canlyniadau'r profion ar y safle, perfformiwch un cylch tâl a rhyddhau cyflawn o dan amodau gweithredu 1C. Ar gyfer senarios haf, mae angen i'r cyflyrydd aer weithredu mewn modd oeri am tua 3 awr, gyda defnydd pŵer o 3 awr x 35 kW=105 kWh. Mae gweddill yr amser mewn modd beicio mewnol, gyda defnydd pŵer o 21 awr x 4 kW=84 kWh, sef cyfanswm o 189 kWh. O ystyried na fydd offer trydanol eraill yn gweithredu ar bŵer llawn ar yr un pryd am y rhan fwyaf o'r amser, os ystyrir mai'r ffactor cydamserol yw {{10}}.5, defnydd pŵer dyddiol offer trydanol eraill yw tua 5kW × 24 awr × 0.5=60kWh.

Gellir gweld, yn ôl canlyniadau profion ar y safle a defnydd pŵer offer trydanol eraill, yn senario'r haf, gan dybio'r modd gweithredu a'r amodau gweithredu (cymryd rhan mewn eillio brig grid, codi tâl a gollwng 1C, ac 1 codi tâl a cylch gollwng), mae defnydd pŵer dyddiol yr aerdymheru ac offer trydanol eraill yn yr adran batri storio ynni tua 249 kWh.

(2) Effeithlonrwydd llinell pŵer

Pan fydd ceblau DC ac AC yn pasio cerrynt, maent yn cynhyrchu colled gwres. Mae effeithlonrwydd uncyfeiriad yr ochr DC tua 99.83%, mae effeithlonrwydd uncyfeiriad y trawsnewidydd ochr PCS AC ochr foltedd isel tua 99.95%, ac mae effeithlonrwydd un cyfeiriadol ochr AC foltedd uchel tua 99.89%. O ystyried colled uncyfeiriad, effeithlonrwydd y llinell bŵer yw 99.67%; O ystyried colledion deugyfeiriadol, effeithlonrwydd y llinell bŵer yw 99.34%.

(3) Effeithlonrwydd trawsnewidydd

Mae gan y trawsnewidyddion math sych a ddefnyddir yn gyffredin yn y prosiect, yn ôl GB/T 10228-2015 "Paramedrau Technegol a Gofynion ar gyfer Trawsnewidyddion Pŵer Math Sych", y dangosyddion colled canlynol ar gyfer trawsnewidyddion pŵer rheoleiddio foltedd di-gyffro 35kV 2000kVA:

Dim colled llwyth: 4.23kW;

Colli llwyth: 17.2kW (100 gradd);

Ar weithrediad pŵer graddedig, effeithlonrwydd y trawsnewidydd yw (2000-4.23-17.2) ÷ 2000=98.93%, felly effeithlonrwydd deugyfeiriadol y trawsnewidydd yw 98.93% × 98.93%{{9 }}.87%.

Ystadegau effeithlonrwydd

Wrth gyfrifo effeithlonrwydd gorsafoedd pŵer storio ynni, dylid rhoi sylw i gyfeiriad llif ynni, a dylid ystyried defnydd trydan y system ategol fel colled llwyth yn ystod prosesau codi tâl a gollwng. Wrth gyfrifo effeithlonrwydd systemau storio ynni, mae angen cyfuno diffiniadau safonol i benderfynu a yw'r cais cyfrifo yn effeithlonrwydd deugyfeiriadol neu'n effeithlonrwydd un cyfeiriad. Mae ystadegau effeithlonrwydd y modelau uchod fel a ganlyn:

Dadansoddiad effeithlonrwydd

(1) Effeithlonrwydd codi tâl system storio ynni (gan ystyried effeithlonrwydd uncyfeiriad yn unig yn ystod y broses codi tâl)

Gan dybio bod SOC y system batri yn gyson a bod y dyfnder codi tâl a gollwng yn cael ei ystyried yn 90%, os oes angen codi tâl llawn ar system storio ynni 2MWh mewn 1 awr, mae'n ofynnol i'r egni codi tâl cychwynnol ar ei ochr AC fod:

Capasiti gwefru cychwynnol ar yr ochr gyfathrebu {{0}} (cynhwysedd graddedig y system x dyfnder y gwefr a'r gollyngiad) ÷ effeithlonrwydd gwefru'r system batri ÷ effeithlonrwydd cywiro'r trawsnewidydd storio ynni ÷ effeithlonrwydd y trawsnewidydd ÷ llinell bŵer effeithlonrwydd + defnydd pŵer o offer ategol (gan ystyried gweithrediad llwyth llawn y system ategol o fewn 1 awr ar ôl codi tâl)=2000 × 0.9 ÷ 95.92% ÷ 98.5% ÷ 98.93% ÷ 99.67%+(35+5) × 1=1972.12kWhl,

Effeithlonrwydd gwefru ochr AC y system storio ynni yw (2000 × 0.9) ÷ 1972.12=91.27%.

(2) Effeithlonrwydd gollwng system storio ynni (gan ystyried yr effeithlonrwydd un cyfeiriad yn unig yn ystod y broses ryddhau)

Egni rhyddhau cychwynnol ar yr ochr gyfathrebu {{0}} (cynhwysedd graddedig y system x dyfnder y gwefr a'r gollyngiad) x effeithlonrwydd gwefru'r system batri x effeithlonrwydd gwrthdröydd y trawsnewidydd storio ynni x effeithlonrwydd y trawsnewidydd x llinell bŵer effeithlonrwydd - defnydd pŵer o offer ategol (gan ystyried gweithrediad llwyth llawn y system ategol o fewn 1 awr o godi tâl)=2000 × 0.9 × 95.92% × 98.5% × 98.93% × 99.67% - (35+5) × 1=1636.91kWh,

Effeithlonrwydd rhyddhau ochr AC y system storio ynni yw 1636.91 ÷ (2000 × 0.9)=90.94%.

(3) Effeithlonrwydd dyfais storio ynni (yn ôl y fformiwla uchod, dylid defnyddio effeithlonrwydd dwygyfeiriol)

Yn ôl y diffiniad o effeithlonrwydd dyfais storio ynni, gellir cael effeithlonrwydd y ddyfais storio ynni fel:

Φ=Φ 1 × Φ 2 × Φ 3 × Φ 4=92% × 97.02% × 99.34% × 97.87%=86.78%.

(4) Effeithlonrwydd cynhwysfawr yr orsaf bŵer

Gan dybio bod y cylch gwerthuso yn ollyngiad tâl llawn, hynny yw, codi tâl am 1 awr a gollwng am 1 awr, heb ystyried amodau wrth gefn, effeithlonrwydd cynhwysfawr yr orsaf bŵer mewn un cylch=gollwng ynni mewn un cylch ÷ codi tâl swm mewn un cylch=1636.91 ÷ 1972.12=83.00%.

Gan dybio bod y cylch gwerthuso yn 1 diwrnod, gydag 1 cylch y dydd, hy codi tâl am 1 awr, rhyddhau am 1 awr, a segur am 22 awr. Y gallu rhyddhau dyddiol yw 1 capasiti rhyddhau, a gyfrifir fel 1972.12 kWh yn y testun blaenorol. Yn ogystal â'r capasiti codi tâl 1 o 1972.12 kWh, mae angen i'r gallu codi tâl dyddiol hefyd ystyried colli pŵer y system ategol yn ystod y cyfnod wrth gefn. (Yn y cyfrifiad blaenorol, y defnydd o drydan ategol yn yr adran batri storio ynni oedd 249kWh y dydd. Fodd bynnag, yn y broses o gyfrifo'r pŵer codi tâl a gollwng, ystyriwyd eisoes bod y defnydd o drydan ategol o fewn 2 awr ar ôl codi tâl a gollwng). fod yn 40kWh yr awr. Ni ellir cyfrif y rhan hon dro ar ôl tro.)

Yn gyffredinol, cyfrifir effeithlonrwydd cynhwysfawr dyddiol gorsafoedd pŵer storio ynni fel a ganlyn: ynni rhyddhau dyddiol ÷ tâl dyddiol=1636.91 ÷ (1972.12+249-40 × 2)=76.45%.