מהו ויסות אחסון אש משולב, ומה הם עקרונות העבודה ומצבי ההפעלה שלה?

יציבות תדרים היא מחוון הליבה להבטיח איכות אספקת החשמל ובטיחות המערכת בהפעלת מערכת החשמל. עם השיעור ההולך וגובר של ייצור האנרגיה החדש והתנודתיות המוגברת של רשת החשמל, מצב ויסות התדר המסורתי של יחידות כוח תרמיות אינו מסוגל עוד לעמוד בדרישות הדיוק והדיוק בתדירות התגובה המהירה. טכנולוגיית ויסות התדרים המשולבת של כוח תרמי ואחסון אנרגיה, באמצעות הפעלה מתואמת של יחידות כוח תרמיות ומערכות אחסון אנרגיה, ממנפת באופן מלא את היתרונות של שניהם והופכת לאמצעי חשוב לשיפור ביצועי ויסות התדרים של מערכת הכוח.

1 העיקרון של אחסון אש משולב ויסות תדרים

עקרון הליבה של ויסות תדרים משולב של כוח תרמי ואחסון אנרגיה מבוסס על היגיון הרגולציה של "השלמה פונקציונלית וסינרגיה אנרגטית". על ידי שילוב יציבות תפוקת האנרגיה של יחידות כוח תרמיות עם יכולת התגובה המהירה של מערכות אחסון אנרגיה, היא משיגה תיקון מדויק ויעיל של סטיית תדר רשת.

1. מאפייני תגובה משלימים

ליחידות כוח תרמיות יש יכולת ויסות גדולה ויכולת תפוקה מתמשכת, אך מוגבלות על ידי אינרציה מכנית, וכתוצאה מכך מהירות תגובה איטית (בדרך כלל בעשרות שניות), והדיוק המסדיר מושפע בקלות מגורמים כמו אספקת דלק ובלאי יחידה; למערכת אחסון האנרגיה יכולת תגובה מהירה הנעה בין אלפיות השנייה לשניות, מיתוג טעינה ופריקה גמישה, ויכולה לעקוב במדויק לעקוב אחר תדר גבוה {}}} ותנודות תדר משרעת קטנות. עם זאת, קיבולת אחסון האנרגיה מוגבלת, מה שמקשה על שמירה על תפוקת הספק גבוהה בטווח הרחוק. כאשר השניים משולבים, מערכת אחסון האנרגיה מתעדפת בתגובה לפקודות ויסות תדר גבוה- גבוהות ותדר מהיר, ואילו יחידת הכוח התרמית מתחייבת נמוך {}}} משימות ויסות רציפות, ויוצרת מנגנון שיתופי של "חידוש מהיר ויציבות איטית".

2. ויסות איזון אנרגיה

סטיית התדרים של רשת החשמל נובעת למעשה מחוסר האיזון בין היצע לביקוש של כוח פעיל. מערכת אחסון האש המשולבת מקבלת הוראות ריאל - זמן AGC (בקרת ייצור אוטומטית) מהוראות משלוח רשת החשמל דרך מערכת הבקרה המרכזית, ומקצה באופן דינמי ומתאים את הכוח על סמך מצב הפלט הנוכחי של יחידת הכוח התרמית, SOC ומהירות התגובה של מערכת אחסון האנרגיה. כאשר סטיית התדרים היא קטנה, מערכת אחסון האנרגיה מהירה את כוח התפוקה לדיכוי תנודות; כאשר הסטייה ממשיכה או עולה, יחידת הכוח התרמית מתאימה בהדרגה את תפוקתה, תוך השלמת אנרגיה למערכת אחסון האנרגיה כדי להבטיח את זמינותה בוויסות התדרים הבאים ולהשיג איזון אנרגיה דינאמי.

3. אופטימיזציה כלכלית

ויסות עמוק תכוף של יחידת כוח תרמית יחידה יכולה להוביל לצריכת פחם מוגברת ולאובדן ציוד מואץ, ואילו טעינה גבוהה של מערכות אחסון אנרגיה -. מערכת המפרקים מפחיתה את טווח ההתאמה ואת תדירות יחידות ההספק התרמי ומורידה את הפסדי התפעול שלהם על ידי אופטימיזציה של אסטרטגיות הקצאת כוח; במקביל, על ידי תכנון סביר לתזמון של טעינה ופריקה של אחסון אנרגיה, תוך שימוש בהפרש מחירי החשמל של עמק השיא או הכנסות שירות עזר כדי לקזז את עלויות ההפעלה של אחסון האנרגיה, ניתן להשיג אופטימיזציה כפולה של ביצועים טכניים וכלכלה.

2 שיטות עיקריות לוויסות תדרים משולב לאחסון אש

על פי ההבדלים באסטרטגיות הבקרה ובמצבי ההפעלה, ניתן לחלק את ויסות התדרים המשולב של אחסון אש לשיטות העיקריות הבאות:

1. מצב בקרת עבדים מאסטר

שיטה זו משתמשת ביחידות כוח תרמיות כ"גוף המסדיר הראשי "ומערכות אחסון אנרגיה כ"גוף המסדיר המשני". הבקר המרכזי מחשב תחילה את הביקוש הכולל של הרגולציה על בסיס פקודת אפנון התדרים, ויחידת הכוח התרמית מתחייבת את כוח הרגולציה הבסיסית. מערכת אחסון האנרגיה מפצה על עיכוב התגובה ושגיאת הדיוק של יחידת הכוח התרמית בזמן אמת.

לדוגמה, כאשר פקודת AGC דורשת עלייה בתפוקה, מערכת אחסון האנרגיה משחררת מייד את הספק להגיב במהירות, ויחידת הכוח התרמית מגדילה בהדרגה את התפוקה ומטענת את אחסון האנרגיה עד להגיע ליעד הפקודה. שיטה זו מתאימה לתרחישים שבהם מספיק יכולת הכוונה של יחידות כוח תרמיות, אך מהירות התגובה אינה מספיקה, מה שיכול להפחית את הביקוש לקיבולת אחסון אנרגיה תוך הבטחת יציבות.

2. שיטת בקרת עמיתים לעמיתים

יחידות כוח תרמיות ומערכות אחסון אנרגיה משמשות כישויות ויסות שוות, כאשר הבקר המרכזי מקצה את הכוח המסדיר בזמן - זמן על סמך המאפיינים הדינמיים שלהם כמו מהירות תגובה, קיבולת נוכחית ועלויות אובדן. על ידי הקמת מודל אופטימיזציה אובייקטיבית Multi -, מוקצה כמות הוויסות של יחידות הכוח התרמיות ומערכות אחסון אנרגיה בחלק האופטימלי תוך עמידה ברמת דיוק ויסות התדרים, תוך השגת מקסום יעילות הרגולציה הכוללת. שיטה זו מתאימה לתרחישים עם חלק גבוה של אנרגיה חדשה ותנודות חמורות בפקודות ויסות התדרים, ויכולות להתמודד בצורה גמישה יותר עם תנאי עבודה מורכבים.

3. שיטת בקרת פיצויים בחיזוי

בשילוב עם אלגוריתם החיזוי של תנודות תדר רשת כוח, צפוי מראש את הביקוש לוויסות תדרים, והאנרגיה נשמרת או משתחררת מראש דרך מערכת אחסון האנרגיה. יחידות כוח תרמיות מתאימות את מגמת הפלט מראש בהתאם לתוצאות החיזוי. לדוגמה, שימוש במודלים של AI כדי לחזות את מגמת סטיית התדרים בעשר הדקות הבאות, אם צפויה להיות סטייה שלילית מתמשכת (תדירות נמוכה), מערכת אחסון האנרגיה תטען ותשמור אנרגיה מראש, ויחידת הכוח התרמית תגדיל את התפוקה הבסיסית שלה מראש. כאשר הוצאת הפקודה היא יכולה להגיב במהירות יחד. שיטה זו יכולה לשפר עוד יותר את זמניות הרגולציה ולהפחית את הסיכון לאובדן שליטה בתדירות בתנאי עבודה קיצוניים.

3 סיכום

טכנולוגיית ויסות התדרים המשולבת של כוח תרמי ואחסון אנרגיה מפצה למעשה את החסרונות של שיטת ויסות יחיד על ידי השלמה ותיאום של המאפיינים של יחידות כוח תרמיות ומערכות אחסון אנרגיה, ומשפרת משמעותית את מהירות התגובה, דיוק הרגולציה ואת היעילות הכלכלית של מערכת הכוח לתנודות התדר. עם קידום הקמת מערכות חשמל חדשות, ויסות משולב לאחסון תרמי ותדרים ישחק תפקיד מפתח ברשתות אנרגיה חדשות בעלות שיעור גבוה.