1. Entwodiksyon
Ak devlopman nan teknoloji depo enèji, aplikasyon an nan sistèm depo enèji (ESS) konsidere kòm teknoloji debaz nan sistèm pouvwa a, espesyalman sistèm nan depo enèji batri (BESS) lè l sèvi avèk pil gwo echèl, ki se kounye a nan etap nan demonstrasyon. . Tradisyonèlman, devyasyon frekans yo korije pa deplwaye plant tèmik yo kenbe frekans sistèm pouvwa a nan yon seri akseptab, ak règleman frekans reyalize atravè "gouvènè gratis" (GF) kontwòl ak kontwòl jenerasyon otomatik (AGC). Sepandan, metòd sa yo pa efikas epi yo mande pou plant elektrik yo opere anba kapasite nominal yo pou kenbe mòd sibstiti.
Atik sa a prezante rezilta operasyon devlopman ak esè BESS nan operasyon AGC. Konpare ak plant elektrik tradisyonèl yo, BESS fè pi byen nan repons rapid, men gen pwoblèm ak dire a nan operasyon AGC. Se poutèt sa, atik sa a prezante rezilta eksperimantal operasyon AGC nan diferan kondisyon epi analize rezilta yo ki baze sou referans AGC KPX la.
Rès atik la òganize jan sa a: Seksyon 2 eksplike konfigirasyon sistèm kontwolè BESS yo itilize kounye a pou sèvis FR; Seksyon 3 eksplike rezilta operasyon AGC; Seksyon 4 te evalye rezilta tès yo ak pwopoze kèk pwen amelyorasyon pou jenerasyon sib AGC; Finalman, Seksyon 5 prezante konklizyon an.
2. Sistèm konfigirasyon BESS
Enstalasyon FR-ESS yo konekte ak 22.9kV busbar chak poste atravè transfòmatè step-down, jan yo montre nan Figi 1. 22.9kV busbar la konekte ak 440V PCS atravè yon transfòmatè step-down, epi PCS la konekte tou. nan sistèm batri a (sistèm jesyon batri ak batri ityòm-ion) atravè liy elektrik ak kominikasyon.
Figi 2 montre yon dyagram blòk nan kontwolè BESS 52MW enstale yo itilize pou sèvis regilasyon frekans yo. PCS yo kominike tou ak kontwolè regilasyon frekans (FRC), ki detèmine pwodiksyon sistèm batri ki nesesè pou kenbe frekans 60Hz vle. FRC ka mete nan "mòd manyèl" oswa "mòd otomatik" atravè koòdone moun-machin (HMI), ki tou montre enfòmasyon kle tankou frekans sistèm, eta batri endividyèl chaj (SOC), ak tanperati.
Figi 3 montre yon dyagram blòk tès operasyon AGC ki konekte ak EMS KPX la. Lè referans AGC rive nan FRCM, FRCM divize referans pouvwa a ki baze sou SOC chak FRC, kidonk FRCM dwe konnen enfòmasyon SOC chak FRC.
3. Otomatik pouvwa jenerasyon kontwòl
Operasyon AGC nan plant elektrik tradisyonèl yo:Turbin yo nan plant elektrik tradisyonèl yo pa sèlman opere ki baze sou referans AGC, men tou, opere ki baze sou referans vitès. Akòz faktè tankou inèsi turbine, friksyon, ak tiyo gaz, sistèm nan inevitableman fè eksperyans reta. Figi 4 montre kontwòl frekans yon plant elektrik tradisyonèl anba referans AGC. Soti nan pwen tan A lè frekans lan chanje nan pwen tan B lè pwodiksyon izin elektrik la kontwole chanje, gen yon erè pwodiksyon apeprè 5MW, ak pwodiksyon an reta pa plis pase 100 segonn nan referans AGC. Li difisil pou byen konprann tan reta nan operasyon FR sèlman atravè fòm vag pwodiksyon an, paske gen twòp varyab kontwòl. Sepandan, li ka konfime ke plant elektrik tradisyonèl yo swiv referans AGC ak tan reta.
Pèfòmans kontwòl AGC BESS:Yo nan lòd yo konpare ak pèfòmans nan kontwòl nan plant elektrik tradisyonèl yo, repons lan tan ak repons fonksyon etap nan BESS yo demontre. Figi 5 montre rezilta repons etap varyasyon referans FRCM la. Li pran apeprè 130ms pou pwodiksyon pouvwa soti nan jenerasyon sib FRCM a BESS, ki gen ladan reta kominikasyon ak tan monte. BESS ka bay pouvwa nan griy la nan lespas 30 segonn, ki ase pou satisfè kondisyon rapid operasyon AGC.
Operasyon AGC BESS:Figi 6 montre rezilta yon operasyon AGC 7-èdtan sou BESS, ak operasyon rekiperasyon AGC repete ak eta chaj (SOC). Pandan operasyon AGC, pwodiksyon pouvwa total chak FRC se menm jan ak referans AGC. Si SOC FRC desann anba 50%, FRC ap fè operasyon rekiperasyon SOC, kidonk gen 3 sik, ki gen ladan 3 sik operasyon AGC ak 3 sik rekiperasyon SOC. Anba operasyon rekiperasyon SOC, FRC chaje batri li a yon pousantaj de 0.1 [pu] jiskaske li rive nan 63% SOC, jan sa espesifye nan Tablo 1.
| Disponib seri SOC | Sib SOC pou rekiperasyon | Pousantaj rekiperasyon | Tan tès la |
| 50%-80% | 63% | 10% | 7è |
Nan sik 1, BESS echwe pou pou satisfè egzijans operasyon AGC pou 30 minit, sèlman 23 minit, men nan sik 2 ak sik 3, li satisfè dire pwodiksyon AGC. Pandan se tan, peryòd rekiperasyon SOC pou chak sik rete konstan nan 73 minit. Figi 7 montre rezilta operasyon AGC pou diminye tan rekiperasyon an akòz ogmantasyon pousantaj rekiperasyon SOC a 0.4 [pu], kote peryòd rekiperasyon SOC la diminye pwopòsyonèlman ak pousantaj kapasite chaj BESS.
| Disponib seri SOC | Sib SOC pou rekiperasyon | Pousantaj rekiperasyon | Tan Rekiperasyon SOC |
| 50%~80% | 63% | 10% | 77min |
| 20% | 34min | ||
| 30% | 23min | ||
| 40% | 17min |
Tablo 2 montre tan rekiperasyon SOC akòz pousantaj kapasite chaj BESS, men metòd sa a pa rekòmande paske li ka lakòz erè SOC nan sistèm jesyon batri (BMS). Si gen yon move balans ant sistèm kondisyone pouvwa (PCS) resevwa nan men menm FRC a, FRC a pral asiyen referans pouvwa a chak PCS ki baze sou SOC. Menm jan an tou, kontwolè avanse FRCM nan FRC divize referans sib pouvwa a nan FRC ki baze sou SOC. Figi 8 montre tandans FRCM ak FRC pandan yon peryòd operasyon 7-èdtan. An jeneral, estrateji alokasyon FRCM ak FRC fè byen nan direksyon aliman SOC nan kontwolè ba nivo. Tablo 3 montre kondisyon inisyal yo pou fè tès nan diferan kondisyon SOC.
| Disponib seri SOC | Sib SOC pou rekiperasyon | Premye SOC nan FRC #3 | Premye SOC nan 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. Analize operasyon AGC lè l sèvi avèk BESS
Soti nan yon pèspektiv alontèm, gen sik operasyon AGC ak sik operasyon rekiperasyon SOC. Figi 9 analize rezilta eksperimantal yo nan kondisyon ki nan Tablo 3. Soti nan erè nan sib AGC ak pwodiksyon pouvwa FRC, li ka wè ke pousantaj la nan operasyon nòmal se byen ba. Operasyon nòmal vle di ke erè ki genyen ant referans AGC ak pwodiksyon pouvwa BESS se nan 5%, ki se youn nan rezon ki fè fyab operasyon AGC diminye apre 30 minit. Nan pi move senaryo a, yo nan lòd yo asire 30 minit nan operasyon AGC, konsidere 50% SOC disponib, BESS dwe gen yon kapasite nan pousantaj 1C.
Nan kondisyon limite, gen kèk zòn pou amelyorasyon. Premyerman, sib AGC yo dwe mete dapre kondisyon BESS pou reyalize yon operasyon 30 minit. Tablo 4 montre done ki soti nan senk mezi FRCM, ak yon pousantaj tan mwayèn egzeyat 80% konpare ak nivo frekans mwayèn. Objektif segondè egzeyat EMS la te lakòz tan fonksyònman ensifizan SOC BESS te bay nan lespas 30 minit. Figi 10 montre done repons BESS nan Honam Thermal Power Plant. Malgre ke SOC nan BESS ba (50%), tan operasyon AGC a ase pou kenbe dire a espesifye. Gen sèlman yon ti chanjman nan SOC paske rapò ki genyen ant sib la chaje ak sib la egzeyat se menm jan an. Si rapò ki genyen ant sib la chaje ak sib la egzeyat se nan yon nivo menm jan an, tan an operasyon AGC se lontan ase yo bay pwodiksyon an pouvwa ki mande pa EMS. Se poutèt sa, EMS dwe konsidere kondisyon FRC, tankou SOC ki disponib, elatriye.
| Divizyon | Tès #1 | Tès #2 | Tès #3 | Tès #4 | Tès #5 | Mwayèn | |
| Frekans | >60 Hz | 69% | 61% | 62% | 62% | 66% | 64% |
| < 60 Hz | 31% | 39% | 38% | 38% | 34% | 36% | |
| Sib AGC | Chaje | 13% | 35% | 15% | 16% | 13% | 18% |
| Egzeyat | 86% | 58% | 84% | 84% | 87% | 80% | |
| Kanpe | 1% | 7% | 1% | 0% | 0% | 2% | |
Yon lòt metòd pou satisfè tan operasyon AGC ki nesesè yo se ogmante seri SOC ki disponib. Men, li dwe konplètman konsidere, kòm seri a SOC gen rapò ak sik lavi batri a.
Twazyèmman, sa a se yon fonksyon adisyonèl ki endepandan de tan operasyon AGC. Anjeneral, rapò ki genyen ant sib la chaje ak sib la egzeyat diferan. Se poutèt sa, BESS itilize pou operasyon AGC mande operasyon rekiperasyon SOC. Pou diminye tan operasyon rekiperasyon SOC la, yo ka itilize metòd pou ogmante pouvwa a chaje rated. Si sa a mennen nan erè SOC nan BMS, yo ka konsidere operasyon chaj vitès varyab.
5. Rezime
Atik sa a dekri rezilta tès operasyon AGC yo itilize 8MW FR-ESS pou avanse teknoloji AGC BESS. Soti nan yon pèspektiv alontèm, gen sik operasyon AGC ak sik operasyon rekiperasyon SOC. Kounye a, pousantaj nan operasyon nòmal se byen ba ki baze sou erè ki genyen ant objektif AGC ak pwodiksyon pouvwa FRC.
Konpare ak operasyon AGC nan plant elektrik tradisyonèl yo, BESS gen avantaj paske li pa gen okenn reta epi li ka avèk presizyon swiv referans pouvwa, men li difisil pou opere pou yon tan long paske operasyon AGC mande pou sib pouvwa kontinyèl ak o aza.
Yo nan lòd yo amelyore pèfòmans operasyon AGC nan BESS, li rekòmande ke rapò sib chaje ak egzeyat EMS yo ta dwe nan yon nivo menm jan an, ak EMS dwe konsidere kondisyon yo nan FRC; Yon lòt metòd pou satisfè tan operasyon AGC ki nesesè yo se ogmante seri SOC ki disponib; Finalman, BESS itilize pou operasyon AGC bezwen diminye tan operasyon rekiperasyon SOC la.