1. Rhagymadrodd
Gyda datblygiad technoleg storio ynni, mae cymhwyso systemau storio ynni (ESS) yn cael ei ystyried yn dechnoleg graidd y system bŵer, yn enwedig y system storio ynni batri (BESS) gan ddefnyddio batris ar raddfa fawr, sydd ar hyn o bryd yn y cam arddangos. . Yn draddodiadol, mae gwyriad amlder yn cael ei gywiro trwy ddefnyddio gweithfeydd pŵer thermol i gynnal amlder y system bŵer o fewn ystod dderbyniol, a chyflawnir rheoleiddio amlder trwy reolaeth "di-lywodraethwr" (GF) a rheolaeth cynhyrchu awtomatig (AGC). Fodd bynnag, mae'r dulliau hyn yn aneffeithlon ac mae angen i weithfeydd pŵer weithredu'n is na'r capasiti graddedig i gynnal y modd segur.
Mae'r erthygl hon yn cyflwyno canlyniadau datblygiad a gweithrediad treialu BESS yng ngweithrediad AGC. O'i gymharu â gweithfeydd pŵer traddodiadol, mae BESS yn perfformio'n well mewn ymateb cyflym, ond mae problemau gyda hyd gweithrediad AGC. Felly, mae'r erthygl hon yn cyflwyno canlyniadau arbrofol gweithrediad AGC o dan amodau gwahanol ac yn dadansoddi'r canlyniadau yn seiliedig ar gyfeirnod AGC KPX.
Mae gweddill yr erthygl wedi'i threfnu fel a ganlyn: Mae Adran 2 yn esbonio cyfluniad system y rheolydd BESS a ddefnyddir ar hyn o bryd ar gyfer gwasanaethau FR; Mae Adran 3 yn egluro canlyniadau gweithrediad AGC; Roedd Adran 4 yn gwerthuso canlyniadau'r profion ac yn cynnig rhai pwyntiau gwella ar gyfer cynhyrchu targed AGC; Yn olaf, mae Adran 5 yn cyflwyno'r casgliad.
2. Cyfluniad system o BESS
Mae'r cyfleusterau FR-ESS wedi'u cysylltu â bar bws 22.9kV pob is-orsaf trwy drawsnewidyddion cam-i-lawr, fel y dangosir yn Ffigur 1. Mae'r bar bws 22.9kV wedi'i gysylltu â'r PCS 440V trwy drawsnewidydd cam-i-lawr, ac mae'r PCS hefyd wedi'i gysylltu i'r system batri (system rheoli batri a batri lithiwm-ion) trwy linellau trydanol a chyfathrebu.
Mae Ffigur 2 yn dangos diagram bloc o'r rheolydd BESS 52MW wedi'i osod a ddefnyddir ar gyfer gwasanaethau rheoleiddio amlder. Mae'r PCS hefyd yn cyfathrebu â'r rheolydd rheoleiddio amlder (FRC), sy'n pennu allbwn y system batri sy'n ofynnol i gynnal yr amledd dymunol o 60Hz. Gellir gosod FRC i "modd llaw" neu "modd awtomatig" trwy'r rhyngwyneb peiriant dynol (AEM), sydd hefyd yn dangos gwybodaeth allweddol megis amledd system, cyflwr tâl batri unigol (SOC), a thymheredd.
Mae Ffigur 3 yn dangos diagram bloc o brawf gweithredu AGC sy'n gysylltiedig ag EMS KPX. Pan fydd y cyfeirnod AGC yn cyrraedd y FRCM, mae'r FRCM yn rhannu'r cyfeirnod pŵer yn seiliedig ar SOC pob FRC, felly mae'n rhaid i'r FRCM wybod gwybodaeth SOC pob FRC.
3. rheoli cynhyrchu pŵer awtomatig
Gweithrediad AGC mewn gweithfeydd pŵer traddodiadol:Mae'r tyrbinau mewn gweithfeydd pŵer traddodiadol nid yn unig yn gweithredu yn seiliedig ar gyfeirnod AGC, ond hefyd yn gweithredu yn seiliedig ar gyfeirnod cyflymder. Oherwydd ffactorau fel syrthni tyrbinau, ffrithiant, a falfiau sbardun, mae'r system yn anochel yn profi oedi. Mae Ffigur 4 yn dangos rheolaeth amlder gwaith pŵer traddodiadol o dan gyfeirnod AGC. O bwynt amser A pan fydd yr amlder yn newid i bwynt amser B pan fydd allbwn y gwaith pŵer yn cael ei reoli i newid, mae gwall allbwn o tua 5MW, ac mae'r allbwn yn cael ei oedi gan fwy na 100 eiliad o'r cyfeirnod AGC. Mae'n anodd deall yn gywir amser oedi gweithrediad FR trwy'r tonffurf allbwn yn unig, gan fod gormod o newidynnau rheoli. Fodd bynnag, gellir cadarnhau bod gweithfeydd pŵer traddodiadol yn dilyn cyfeirnod AGC gydag amser oedi.
Perfformiad rheoli AGC BESS:Er mwyn cymharu â pherfformiad rheoli gweithfeydd pŵer traddodiadol, dangosir ymateb amser ac ymateb swyddogaeth cam BESS. Mae Ffigur 5 yn dangos canlyniadau ymateb cam yr amrywiad cyfeirio FRCM. Mae'n cymryd tua 130m ar gyfer yr allbwn pŵer o'r targed cynhyrchu FRCM i BESS, gan gynnwys oedi wrth gyfathrebu ac amser codi. Gall BESS ddarparu pŵer i'r grid o fewn 30 eiliad, sy'n ddigon i fodloni gofynion cyflym gweithrediad AGC.
Gweithrediad AGC BESS:Mae Ffigur 6 yn dangos canlyniadau gweithrediad AGC 7-awr ar BESS, gyda gweithrediadau dilynol AGC dro ar ôl tro ac adfer cyflwr tâl (SOC). Yn ystod gweithrediad AGC, mae cyfanswm allbwn pŵer pob FRC yr un peth â chyfeirnod AGC. Os yw SOC FRC yn disgyn o dan 50%, bydd FRC yn perfformio gweithrediad adfer SOC, felly mae 3 chylch, gan gynnwys 3 chylch gweithredu AGC a 3 chylch adfer SOC. O dan weithrediad adfer SOC, mae FRC yn gwefru ei batri ar gyfradd o 0.1 [pu] nes iddo gyrraedd 63% SOC, fel y nodir yn Nhabl 1.
| Ystod SOC sydd ar gael | Targedu SOC ar gyfer adferiad | Cyfradd adfer | Amser profi |
| 50%-80% | 63% | 10% | 7 awr |
Yng nghylch 1, methodd BESS â bodloni gofyniad gweithrediad AGC am 30 munud, dim ond 23 munud, ond yng nghylch 2 a chylch 3, roedd yn bodloni hyd allbwn gweithrediad AGC. Yn y cyfamser, mae'r cyfnod adfer SOC ar gyfer pob cylch yn parhau'n gyson ar 73 munud. Mae Ffigur 7 yn dangos canlyniadau gweithrediad AGC o leihau'r amser adfer oherwydd y cynnydd yn y gyfradd adennill SOC i 0.4 [pu], lle mae'r cyfnod adfer SOC yn gostwng yn gymesur â chyfradd capasiti codi tâl BESS.
| Ystod SOC sydd ar gael | Targedu SOC ar gyfer adferiad | Cyfradd adfer | Amser Adfer SOC |
| 50%~80% | 63% | 10% | 77 mun |
| 20% | 34 mun | ||
| 30% | 23 mun | ||
| 40% | 17 mun |
Mae Tabl 2 yn dangos yr amser adfer SOC oherwydd cyfradd codi tâl BESS, ond ni argymhellir y dull hwn oherwydd gallai achosi gwallau SOC yn y system rheoli batri (BMS). Os oes anghydbwysedd rhwng systemau cyflyru pŵer (PCS) a dderbyniwyd gan yr un FRC, bydd y FRC yn dyrannu cyfeiriadau pŵer i bob PCS yn seiliedig ar SOC. Yn yr un modd, mae'r rheolydd uwch FRCM o FRC yn rhannu cyfeirnod targed pŵer FRC yn seiliedig ar SOC. Mae Ffigur 8 yn dangos tueddiadau FRCM a FRC yn ystod cyfnod gweithredu 7-awr. Yn gyffredinol, mae strategaethau dyrannu FRCM a FRC yn perfformio'n dda i gyfeiriad alinio SOC rheolwyr lefel isel. Mae Tabl 3 yn dangos yr amodau cychwynnol ar gyfer profi o dan amodau SOC gwahanol.
| Ystod SOC sydd ar gael | Targedu SOC ar gyfer adferiad | SOC cychwynnol FRC #3 | SOC cychwynnol FRC #6 | ||
| 50%-80% | 63% | #3-1 | 52% | #6-1 | 56% |
| #3-2 | 60% | #6-2 | 61% | ||
| #3-3 | 65% | #6-3 | 72% | ||
| #3-4 | 70% | #6-4 | 74% | ||
4. Dadansoddi gweithrediad AGC gan ddefnyddio BESS
O safbwynt hirdymor, mae cylchoedd gweithredu AGC a chylchoedd gweithredu adfer SOC. Mae Ffigur 9 yn dadansoddi'r canlyniadau arbrofol o dan yr amodau yn Nhabl 3. O wall targed AGC ac allbwn pŵer FRC, gellir gweld bod canran y gweithrediad arferol yn eithaf isel. Mae gweithrediad arferol yn golygu bod y gwall rhwng cyfeirnod AGC ac allbwn pŵer BESS o fewn 5%, sef un o'r rhesymau pam mae dibynadwyedd gweithrediad AGC yn gostwng ar ôl 30 munud. Yn y senario waethaf, er mwyn sicrhau 30 munud o weithrediad AGC, gan ystyried bod 50% o SOC ar gael, rhaid i BESS fod â chapasiti cyfradd 1C.
O dan amodau cyfyngedig, mae rhai meysydd i'w gwella. Yn gyntaf, rhaid gosod targed AGC yn unol ag amodau BESS i gyflawni gweithrediad 30 munud. Mae Tabl 4 yn dangos y data o bum mesuriad o FRCM, gyda chyfradd amser rhyddhau gyfartalog o 80% o'i gymharu â'r lefel amlder cyfartalog. Arweiniodd targed rhyddhau uchel EMS at amser gweithredu annigonol gan SOC BESS o fewn 30 munud. Mae Ffigur 10 yn dangos data ymateb BESS yng Ngwaith Pŵer Thermol Honam. Er bod SOC BESS yn isel (50%), mae amser gweithredu AGC yn ddigon i gynnal y cyfnod penodedig. Dim ond newid bach sydd yn SOC oherwydd bod y gymhareb rhwng y targed codi tâl a'r targed rhyddhau yn debyg. Os yw'r gymhareb rhwng y targed codi tâl a'r targed rhyddhau ar lefel debyg, mae amser gweithredu AGC yn ddigon hir i ddarparu'r allbwn pŵer sy'n ofynnol gan EMS. Felly, rhaid i EMS ystyried amodau FRC, megis SOC sydd ar gael, ac ati.
| Adran | Prawf #1 | Prawf #2 | Prawf #3 | Prawf #4 | Prawf #5 | Cyfartaledd | |
| Amlder | >60 Hz | 69% | 61% | 62% | 62% | 66% | 64% |
| < 60 Hz | 31% | 39% | 38% | 38% | 34% | 36% | |
| Targed AGC | Tâl | 13% | 35% | 15% | 16% | 13% | 18% |
| Rhyddhau | 86% | 58% | 84% | 84% | 87% | 80% | |
| Wrth gefn | 1% | 7% | 1% | 0% | 0% | 2% | |
Dull arall o fodloni'r amser gweithredu AGC gofynnol yw cynyddu'r ystod SOC sydd ar gael. Ond rhaid ei ystyried yn llawn, gan fod yr ystod SOC yn gysylltiedig â chylch bywyd y batri.
Yn drydydd, mae hon yn swyddogaeth ychwanegol sy'n annibynnol ar amser gweithredu AGC. Fel arfer, mae'r gymhareb rhwng y targed codi tâl a'r targed rhyddhau yn wahanol. Felly, mae BESS a ddefnyddir ar gyfer gweithrediad AGC yn gofyn am weithrediad adfer SOC. Er mwyn lleihau'r amser gweithredu adfer SOC, gellir defnyddio'r dull o gynyddu'r pŵer codi tâl graddedig. Os yw hyn yn arwain at wallau SOC mewn BMS, gellir ystyried gweithrediad codi tâl cyflymder amrywiol.
5. Crynodeb
Mae'r erthygl hon yn disgrifio canlyniadau profion gweithrediad AGC gan ddefnyddio 8MW FR-ESS i hyrwyddo technoleg AGC BESS. O safbwynt hirdymor, mae cylchoedd gweithredu AGC a chylchoedd gweithredu adfer SOC. Ar hyn o bryd, mae canran y gweithrediad arferol yn eithaf isel yn seiliedig ar y gwall rhwng targedau AGC ac allbwn pŵer FRC.
O'i gymharu â gweithrediad AGC o weithfeydd pŵer traddodiadol, mae gan BESS fanteision oherwydd nad oes ganddo unrhyw oedi a gall olrhain cyfeiriad pŵer yn gywir, ond mae'n anodd gweithredu am amser hir oherwydd bod gweithrediad AGC yn gofyn am dargedau pŵer parhaus ac ar hap.
Er mwyn gwella perfformiad gweithrediad AGC BESS, argymhellir y dylai'r cymarebau targed codi tâl a rhyddhau o EMS fod ar lefel debyg, a rhaid i EMS ystyried amodau FRC; Dull arall o fodloni'r amser gweithredu AGC gofynnol yw cynyddu'r ystod SOC sydd ar gael; Yn olaf, mae angen i BESS a ddefnyddir ar gyfer gweithrediad AGC leihau'r amser gweithredu adfer SOC.