مع الزيادة المستمرة في نسبة الطاقة الجديدة المتطايرة مثل طاقة الرياح والخلايا الكهروضوئية في شبكة الطاقة ، فإن القدرة على تنظيم التردد لتوليد الطاقة الحرارية التقليدية غير قادرة تدريجياً على تلبية متطلبات الاستقرار لشبكة الطاقة. أصبحت حاويات تخزين الطاقة "حبيبي جديد" لسوق خدمة إدارة شبكة الطاقة مع سرعة استجابة ميلي ثانية ، وحياة مرتفعة للدورة ، وخصائص نشر مرنة. إنها تلعب دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في تنظيم التردد الأساسي ، وتنظيم التردد الثانوي ، وحلاقة الذروة وملء الوادي ، وإعادة تعريف وضع التحكم المستقر لنظام الطاقة.
1 ميلي ثانية استجابة المستوى: "منظم عالي السرعة" لتنظيم تردد شبكة الطاقة
إن استقرار تردد شبكة الطاقة (50 هرتز ± 0.2 هرتز في الصين) هو المؤشر الأساسي للتشغيل الآمن لنظام الطاقة. عندما يزداد الحمل فجأة أو ينخفض إخراج الطاقة الجديدة بشكل حاد ، فإن التردد سوف ينحرف على الفور عن القيمة القياسية. إذا لم يتم ضبطه في الوقت المناسب ، فقد يتسبب ذلك في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع. عادة ما يكون وقت الاستجابة للتردد لوحدات الطاقة الحرارية التقليدية 10-30 ثانية ، في حين أن سرعة استجابة حاويات تخزين الطاقة يمكن أن تصل إلى 50 ميلي ثانية ، والتي تزيد عن 200 مرة من وحدات الطاقة الحرارية. يمكنهم التدخل بسرعة في المراحل المبكرة من تقلبات التردد وقمع توسيع الانحرافات.
في تنظيم التردد ، تحاكي حاوية تخزين الطاقة خصائص الجمود لمولد متزامن من خلال "التحكم في القصور الذاتي الظاهري". عندما يتجاوز معدل تغيير التردد لشبكة الطاقة 0.1 هرتز/ثانية ، يطلق نظام تخزين الطاقة تلقائيًا أو يمتص الطاقة النشطة. يمكن أن توفر كل مجموعة حاوية لتخزين الطاقة 100 ميجاوات/20 ميجاوات 50 ميجاوات من القدرة التنظيمية الفورية ، أي ما يعادل مساهمة تعديل التردد من وحدتين حراريتين 300 ميجاوات. زاد مشروع حاوية تخزين الطاقة الذي يدعم مزرعة رياح بقيمة مليون كيلو واط في Jiangsu من معدل تأهيل التردد لاتصال شبكة طاقة الرياح من 98.5 ٪ إلى 99.9 ٪ من خلال خدمة تنظيم التردد ، مما يقلل غرامات تزيد عن 3 ملايين يوان سنويًا بسبب التردد الذي يتجاوز المعيار.
يختبر تنظيم التردد الثانوي قدرة التنظيم المستمر لنظام تخزين الطاقة. تحتاج حاويات تخزين الطاقة إلى الحفاظ على إخراج طاقة مستقر في غضون 1-5 دقائق وفقًا لتعليمات إرسال الشبكة للتعويض عن الانحرافات المتبقية بعد تنظيم التردد. تتبنى الحاوية محلول تخزين الطاقة الهجينة من "الفوسفات الحديد الليثيوم+المكثف الفائق" ، والذي يمكن أن يوازن بين كثافة الطاقة وكثافة الطاقة: المكثف الفائق هو المسؤول عن تأثير الطاقة العالية في أول 10 ثوانٍ ، ويتعهد بطارية ليثيوم بالمعدل المجرد بعد ثلاث مرات.
2 ذروة الحلاقة وملء الوادي: "خبير تحكيم الطاقة" في سوق الكهرباء
في سوق الكهرباء حيث يكون هناك فرق كبير بين أسعار الذروة والوادي للكهرباء ، يمكن أن توفر حاويات تخزين الطاقة كل من الحلاقة الذروة وملء الوادي لشبكة الطاقة ، وكذلك عوائد مستقرة للمستثمرين ، من خلال نموذج المراجحة "شحن الوادي وتفريغ الذروة". أخذ شنغهاي على سبيل المثال ، في عام 2024 ، سيصل سعر الكهرباء خلال ساعات الذروة (10: 00-11: 00 ، 14: 00-15: 00) إلى 1.2 يوان/كيلوواط ساعة ، بينما خلال ساعات الذروة (0: 00-7: 00) ، سيكون فقط 0.25 يوان/كيلوواط ساعة ، مع اختلاف في السعر تقريبًا 5 مرات. يمكن لمجموعة حاوية تخزين الطاقة 100MWH إكمال دورة شحن وتفريغ واحدة يوميًا ، مع ربح يومي يبلغ حوالي 80000 يوان بعد خصم الخسائر ، وربحًا سنويًا لأكثر من 29 مليون يوان. يمكن التحكم في فترة استرداد الاستثمار في غضون 5-6 سنوات.
استجابة لظاهرة "تقليص الطاقة والطاقة الشمسية" الناتجة عن التطور السريع للطاقة الجديدة ، يمكن شحن حاويات تخزين الطاقة خلال ذروة منتصف النهار من الناتج الكهروضوئي وتفريغها خلال حمولة ذروة المساء ، مما يحسن معدل امتصاص الطاقة النظيفة. يمكن لمشروع حاوية تخزين الطاقة 500MWH في الساعة التي تدعم قاعدة الكهروضوئية في Gansu زيادة الاستهلاك السنوي للخلايا الكهروضوئية بمقدار 120 مليون كيلو واط في الساعة ، مما يقلل من معدل تقليص من 15 ٪ إلى أقل من 5 ٪ ، ويوفر قدرة على الذروة 100 ميجاوات لشبكة الطاقة ، وتلقي الذروة التي تبلغ من العمر 20 مليون يوان سنويًا.
خدمات النسخ الاحتياطي للسعة هي مصدر آخر لإيرادات حاويات تخزين الطاقة. خلال فترات تحميل الذروة لشبكة الطاقة ، يعمل نظام تخزين الطاقة كمصدر للطاقة الاحتياطية للحفاظ على حالة الاستعداد الساخن ، وعلى استعداد للاستجابة لنقص إمدادات الطاقة في أي وقت وتلقي الإعانات بناءً على سعة النسخ الاحتياطي. يمكن أن تولد حاوية تخزين الطاقة 20 ميجاوات في حديقة صناعية في قوانغدونغ دخلًا سنويًا إضافيًا قدره 1.2 مليون يوان من خلال المشاركة في سوق احتياطي القدرات ، وهو ما يعادل تخفيضًا في تكاليف الكهرباء 0.15 يوان لكل كيلووات في الساعة.
3 مجموعة معيارية: "الفيلق المرن" للخدمات المساعدة الشبكة
تمكنها الطبيعة المعيارية لحاويات تخزين الطاقة من تكوين "مجموعات تنظيم التردد" بسرعة وضبط مقياسها بمرونة وفقًا لاحتياجات شبكة الطاقة. يمكن أن توفر حاوية واحدة 20 قدمًا من 5 إلى 10 أمتار من سعة تخزين الطاقة. من خلال تقنية التحكم في الكتلة ، يمكن أن تشكل مئات الحاويات محطة طاقة لتخزين الطاقة على مستوى GWH ، حيث تستجيب لاحتياجات تنظيم الطاقة على نطاق واسع لشبكة الطاقة. يتكون مشروع Visstra Energy Storage في تكساس ، الولايات المتحدة الأمريكية ، من نظام 1.2GWH يتكون من 400 حاوية لتخزين الطاقة. خلال فترة استهلاك الكهرباء الذروة في صيف عام 2023 ، ستوفر خدمات تنظيم التردد أكثر من 500 مرة في اليوم ، مما يؤدي إلى تثبيت تردد شبكة الطاقة المحلية.
جوهر تقنية التحكم في الكتلة هو منصة إدارة محطة الطاقة الافتراضية (VPP). يجمع المنصة في الوقت الفعلي SOC (حالة الشحن) ، وإخراج الطاقة ، وبيانات أخرى لكل حاوية من خلال اتصال 5G. باستخدام خوارزميات التحكم التنبؤية النموذجية ، فإنه يوازن بين أوقات الشحن والتفريغ لكل حاوية أثناء تلبية تعليمات الشبكة ، وبالتالي تمديد العمر الإجمالي للمجموعة بنسبة 10 ٪. في مشروع مجموعة تخزين الطاقة لشبكة الطاقة في المقاطعة معينة ، تسيطر منصة VPP على اختلافات الشحن والتفريغ من 100 حاوية في غضون 5 ٪ ، وتجنب التقاعد المبكر للمعدات الفردية بسبب الإفراط في الاستخدام.
القدرة على البدء الأسود هي الضمان النهائي لمجموعات حاوية تخزين الطاقة. عندما يكون هناك انقطاع طاقة واسع النطاق في شبكة الطاقة ، يمكن أن تعمل مجموعة تخزين الطاقة كمصدر للطاقة الأسود لتوفير الطاقة للمعدات الإضافية في محطات الطاقة الحرارية ونباتات الطاقة الكهرومائية ، مما يساعد مصدر الطاقة الرئيسي لاستئناف التشغيل. تم التحقق من مجموعة حاويات 100MWH من محطة طاقة لتخزين الطاقة في مقاطعة تشجيانغ من خلال اختبارات البدء السوداء لتوفير طاقة بدء تشغيل لوحدة طاقة حرارية تبلغ 600 ميجاوات في غضون 30 دقيقة ، مما يقلل من وقت استرداد شبكة الطاقة إلى أقل من ساعتين وتقليلها بمقدار 4 ساعات مقارنة بمخططات البداية السوداء التقليدية.
يمثل التطبيق الواسع النطاق لحاويات تخزين الطاقة في مجال خدمات الشبكة المساعدة تحويل نظام الطاقة من "المصدر التالي" إلى "تنسيق تخزين تحميل الشبكة". لا تعزز "منظمات الطاقة" المرنة فقط استقرار شبكة الطاقة والقدرة على امتصاص طاقة جديدة ، ولكن أيضًا تكتسب فوائد كبيرة من خلال المشاركة في سوق الكهرباء ، وتشكيل نموذج مربح للجانبين "الفوائد الاجتماعية+الفوائد الاقتصادية" ، مما يوفر الدعم الرئيسي لبناء أنظمة طاقة جديدة.