Kompożizzjoni bażika u prinċipju tax-xogħol tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija fotovoltajka
Is-sistema tal-ħażna tal-enerġija ta 'stazzjon tal-enerġija fotovoltajka hija sistema integrata ħafna ta' ġestjoni tal-enerġija, li l-funzjoni ewlenija tagħha hija li tinkiseb it-traduzzjoni spazjotemporali ta 'l-enerġija elettrika u ssolvi l-problemi intermittenti u varjabbli tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka. Is-sistema tikkonsisti prinċipalment minn komponenti tal-qalba bħal unitajiet ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija fotovoltajka, pakketti ta 'batteriji tal-ħażna tal-enerġija, konvertituri bidirezzjonali (PCs), sistemi ta' ġestjoni tal-enerġija (EMS), u sistemi ta 'distribuzzjoni, li jiffurmaw linja ta' ħidma kompluta.
Bħala t-tarf tal-input tal-enerġija tas-sistema, il-moduli fotovoltajċi jużaw silikon tal-kristall wieħed jew teknoloġija tas-silikon polikristallin, b'effiċjenza ta 'konverżjoni li ġeneralment tilħaq 18% -22%. Taħt il-kundizzjonijiet standard tat-test (STC), il-ġenerazzjoni tal-enerġija annwali ta 'kull kilowatt ta' modulu fotovoltajku tista 'tilħaq 1200-1600 kWh, skont il-post ġeografiku u l-angolu ta' installazzjoni. Wara li l-elettriku DC iġġenerat mill-komponenti jinġabar permezz tal-kaxxa tal-kombinatur, uħud minnha huwa kkonvertit direttament f'elettriku AC mill-inverter biex iforni t-tagħbija jew ikun imqabbad mal-grilja, filwaqt li l-parti l-oħra hija ċċarġjata mal-batterija tal-ħażna tal-enerġija permezz tal-konvertitur DC \/ DC.
Il-pakkett tal-batterija tal-ħażna tal-enerġija huwa l-mezz tal-ħażna tal-enerġija tal-qalba tas-sistema. Bħalissa, l-użu mainstream huwa batteriji tal-fosfat tal-ħadid tal-litju (LFP), b'vultaġġ taċ-ċellula waħda ta '3.2V, densità ta' enerġija ta '160-200 WH \/ kg, u ħajja taċ-ċiklu ta' aktar minn 6000 darba (rata ta 'żamma ta' 80% tal-kapaċità). Is-Sistema tal-Ġestjoni tal-Batteriji (BMS) tissorvelja l-vultaġġ, it-temperatura, u l-istat tas-SOC ta 'kull batterija f'ħin reali biex tiżgura li s-sistema taħdem f'firxa sikura. BMs avvanzati jistgħu wkoll jiksbu bilanċ attiv, jikkontrollaw id-differenza tal-vultaġġ bejn ċelloli individwali fil-pakkett tal-batteriji fi ħdan ± 50mV, li jestendi b'mod sinifikanti l-ħajja tal-batterija.
Konvertitur bidirezzjonali (PCS) huwa tagħmir ewlieni li jgħaqqad sistemi ta 'ħażna ta' enerġija DC ma 'grilji ta' enerġija AC. Il-kompjuters moderni jużaw apparat tal-enerġija IGBT jew SIC, u l-effiċjenza tal-konverżjoni tista 'tilħaq aktar minn 98%. Il-funzjonijiet tal-qalba tagħha jinkludu: il-kisba ta 'konverżjoni bidirezzjonali bejn AC u DC, aġġustament tal-fattur tal-qawwa tal-ħruġ (ġeneralment fi ħdan ± 0. 9), li tipprovdi rikba b'vultaġġ baxx permezz ta' kapaċità (LVRT), eċċ. Fil-każ ta 'nuqqas ta' grilja ta 'l-enerġija, il-PCs jistgħu jlestu l-bidla fil-mod fi 2M biex jiżguraw l-operazzjoni tas-sistema stabbli.
Is-Sistema ta 'Ġestjoni tal-Enerġija (EMS) hija l-moħħ tas-sistema kollha u tadotta arkitettura ta' kontroll ġerarkiku. Is-saff ta 'fuq jieħu deċiżjonijiet dwar l-iskedar tal-enerġija bbażati fuq algoritmi ta' intelliġenza artifiċjali, filwaqt li s-saff t'isfel jikseb kontroll tal-livell tal-apparat permezz tal-PLC. Funzjonijiet tipiċi jinkludu: tbassir tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka (bl-użu ta 'netwerk newrali LSTM, 24- Żball ta' tbassir ta 'siegħa<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.
Is-sistema ta 'distribuzzjoni tal-enerġija tinkludi transformers, switchgear, apparati protettivi, eċċ., B'livell ta' vultaġġ ġeneralment ta '0. 4KV jew 10KV. Id-disinn tas-sistema għandu jikkonforma mar-rekwiżiti standard bħal GB \/ T {{3} "Regolamenti Tekniċi għal Sistemi ta 'Ħażna ta' Enerġija Elettrokimika konnessi man-Netwerks ta 'Distribuzzjoni" biex tiżgura s-sigurtà tal-konnessjoni tal-grilja. Il-funzjonijiet tal-protezzjoni kontra l-fluss ta 'wara u l-protezzjoni tal-gżejjer huma essenzjali, u r-rekwiżit tal-ħin ta' azzjoni ta 'protezzjoni huwa inqas minn 200ms.
Tqabbil u Għażla ta 'Teknoloġiji tal-Ħażna tal-Enerġija Mainstream
It-teknoloġiji tal-ħażna tal-enerġija disponibbli kurrenti għall-impjanti tal-enerġija fotovoltajka jinkludu prinċipalment tliet kategoriji: ħażna tal-enerġija elettrokimika, ħażna tal-enerġija mekkanika, u ħażna tal-enerġija elettromanjetika. F'applikazzjonijiet prattiċi, il-ħażna tal-enerġija elettrokimika tiddomina minħabba l-flessibilità għolja tagħha u l-veloċità tar-rispons mgħaġġel tagħha, li fosthom il-batteriji tal-jone tal-litju huma l-aktar użati.
Il-batteriji tal-fosfat tal-ħadid tal-litju (LFP) bħalissa huma l-għażla ppreferuta għall-impjanti tal-enerġija fotovoltajka, bil-vantaġġi ewlenin tagħhom riflessi fi tliet aspetti: is-sigurtà, b'temperatura tal-bidu ta 'runaway termali li taqbeż il-200 grad, ferm ogħla mill-150 grad ta' materjali ternarji; F'termini ta 'ħajja taċ-ċiklu, jista' jilħaq aktar minn 6000 ċiklu taħt il-kundizzjonijiet ta 'kwittanza profonda ta' 80% (DoD); F'termini ta 'spejjeż, bi progress teknoloġiku, il-prezz tas-sistema tnaqqas għal 1. {2-1. 5 Yuan \/ Wh. Id-dejta mkejla ta 'proġett 100MWh turi li l-effiċjenza ġenerali tas-sistema tal-batteriji LFP tilħaq 92%, b'rata ta' tħassir annwali ta '<2%.
Il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb, bħala teknoloġija tradizzjonali, għadhom jintużaw f'ċerta firxa. Il-vantaġġ tiegħu jinsab fl-investiment inizjali baxx tiegħu (madwar {{0}}. 8-1. 0 Yuan \/ Wh) u maturità teknoloġika għolja. Iżda l-iżvantaġġi huma wkoll ovvji: il-ħajja taċ-ċiklu hija biss 500-1200 darbiet (50% dod), id-densità tal-enerġija hija 30-50 wh \/ kg, u hemm riskju ta 'tniġġis taċ-ċomb. Il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb ġew gradwalment gradwalment f'sitwazzjonijiet li jeħtieġu ħażna ta 'enerġija b'kapaċità kbira.
Il-batteriji tal-fluss (bħal batteriji kollha tal-fluss tal-vanadju) huma adattati għal ħażna ta 'enerġija fit-tul (4-8 sigħat), b'ħajja ta' ċiklu ta 'aktar minn 10000 darba u l-ebda kwistjonijiet ta' degradazzjoni. Iżda d-densità tal-enerġija hija biss 20-30 wh \/ kg, l-effiċjenza tas-sistema hija 70% -75%, u l-investiment inizjali huwa għoli daqs {3-4 wan \/ wh. Bħalissa, huwa prinċipalment użat għall-ħażna tal-enerġija fuq in-naħa tal-grilja u huwa inqas użat f'impjanti tal-enerġija fotovoltajċi.
Il-batterija emerġenti tal-joni tas-sodju ġibdet ħafna attenzjoni, u l-prinċipju tax-xogħol tagħha huwa simili għal dak tal-batteriji tal-jone tal-litju, iżda juża l-element tas-sodju bi prezz aktar baxx. Id-dejta tal-laboratorju turi li d-densità tal-enerġija tal-batteriji tal-joni tas-sodju laħqet 120-160 wh \/ kg, b'ħajja taċ-ċiklu ta 'madwar 3000 darba u spiża ta' 20% -30}% inqas minn LFP. Madankollu, il-livell attwali ta 'industrijalizzazzjoni mhuwiex biżżejjed, u l-każijiet ta' applikazzjoni ta 'proġett prattiku huma limitati.
L-għażla teknika teħtieġ li tikkunsidra fatturi multipli b'mod komprensiv: Għal impjanti tal-enerġija fotovoltajċi 'l fuq minn 1MW, huwa rrakkomandat li jiġu prijoritizzati l-batteriji LFP; Għal sistemi żgħar ta 'grilja barra f'żoni remoti, batteriji taċ-ċomb-aċidu jistgħu jitqiesu li jnaqqsu l-investiment inizjali; Għal applikazzjonijiet li jeħtieġu ħajja ta 'ċiklu estiż, il-batteriji tal-fluss huma għażla potenzjali. Analiżi komparattiva ta 'stazzjon tal-enerġija fotovoltajka ta' 10MW turi li l-ispiża sħiħa taċ-ċiklu tal-ħajja tal-użu tal-batteriji LFP hija 35% inqas mill-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb u 50% inqas mill-batteriji tal-fluss.
Teknoloġiji ewlenin tas-Sistema Intelliġenti tal-Ġestjoni tal-Enerġija
Sistemi moderni ta 'mmaniġġjar ta' l-enerġija evolvew minn ġbir ta 'data sempliċi u monitoraġġ għal imħuħ intelliġenti b'kapaċitajiet ta' teħid ta 'deċiżjonijiet ta' intelliġenza artifiċjali. L-arkitettura tat-teknoloġija ewlenija tagħha tinkludi erba 'livelli: saff tal-perċezzjoni, saff tan-netwerk, saff tal-pjattaforma, u saff ta' applikazzjoni.
Is-saff tal-perċezzjoni jiġbor dejta f'ħin reali permezz ta 'diversi sensuri: il-firxa fotovoltajka hija mgħammra bi skaner tal-kurva IV, li jista' jinduna ħsarat fil-kaskata; Installazzjoni ta 'sensuri ta' vultaġġ \/ temperatura għas-sistemi tal-batterija (eżattezza ± 0. 5%); Il-PCs huwa mgħammar b'analizzatur tal-kwalità tal-enerġija (rata ta 'kampjunar ta' 256 punt kull ċiklu). Skond l-istatistiċi minn ċertu proġett, sistema tipika ta '10MW teħtieġ l-iskjerament ta' aktar minn 2000 punt ta 'monitoraġġ, b'rata ta' aġġornament ta 'data sa 100ms.
Is-saff tan-netwerk jadotta approċċ ta 'netwerking ibridu ta' netwerk privat industrijali u mingħajr fili. Is-sinjali tal-kontroll ewlenin huma trażmessi permezz ta 'fibri ottiċi biex jiġi żgurat dewmien ta' inqas minn 10ms; Dejta mhux kritika tista 'tiġi trasmessa bl-użu ta' teknoloġiji bla fili bħal LORA. Il-protokoll tal-komunikazzjoni tas-sistema jeħtieġ li jappoġġja standards multipli bħal IEC 61850 u MODBUS biex jinkisbu interkonnessjoni tal-apparat u interoperabilità.
Il-qalba tas-saff tal-pjattaforma hija teknoloġija ġemellata diġitali, li tikseb tliet funzjonijiet ewlenin billi tistabbilixxi immappjar virtwali tas-sistema fiżika: tbassir tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka jadotta mudell ibridu LSTM + ATTENZJONI, flimkien ma 'tbassir tat-temp numeriku (NWP), biex jikkontrolla l-iżball ta' tbassir ta '72 siegħa f'10%; It-tbassir tat-tagħbija huwa bbażat fuq tagħlim ta 'rinforz fil-fond (DRL), meta wieħed iqis il-modi ta' weekday \/ vaganza, bi preċiżjoni ta '92%; Ottimizza l-applikazzjoni tal-iskedar bl-algoritmu ta 'programmazzjoni dinamika b'ħafna objettivi, filwaqt li tikkunsidra 7 għanijiet ta' ottimizzazzjoni bħad-differenza fil-prezz tal-elettriku, l-attenwazzjoni tal-batterija, u d-domanda tal-grilja.
Is-saff tal-applikazzjoni jimplimenta funzjonijiet speċifiċi tan-negozju: il-modulu tad-dispaċċ ekonomiku jappoġġja l-arbitraġġ tal-quċċata tal-wied (janalizza d-dejta lokali 3- sena tal-prezzijiet tal-elettriku, li jottimizza awtomatikament il-perjodi tal-iċċarġjar u l-ħatt), il-ġestjoni tad-domanda (tbassir tad-domanda massima ta 'kull xahar, iffrankar ta' spejjeż bażiċi tal-elettriku); Il-modulu tas-servizz awżiljarju jista 'jipparteċipa fi swieq bħar-regolazzjoni tal-frekwenza (ħin ta' rispons<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.
Id-dejta operattiva attwali ta 'proġett ta' ħażna fotovoltaika ta '5 0 MW turi li l-EMS intelliġenti żied id-dħul tas-sistema bi 28%. Fost dawn, il-kisba ta 'dħul addizzjonali ta' 0.15 wan \/ kWh billi tipparteċipa fis-servizzi awżiljari FM; Tnaqqas it-telf solari abbandunat bi 12% permezz ta 'tbassir preċiż tat-tagħbija; Bl-ottimizzazzjoni tal-istrateġija tal-iċċarġjar tal-batterija u l-ħatt, il-ħajja tal-batterija ġiet estiża bi 17%. Il-perjodu ta 'ħlas lura ta' investiment tas-sistema ġie mqassar minn 7.5 snin għal 5.8 snin.
