Ენერგიის დაგროვების ძირეული ფუნქცია ვირტუალური ელექტროგადამცემი სისტემის ოპერაციებში

Დროითი გათავისუფლება: შემთხვევითი გენერაციის შეთავსება დინამიურ მოთხოვნასთან

Ვირტუალური ელექტროგადამცემი სისტემები, ანუ VPP-ები, მთავარად დამოკიდებული არიან ენერგიის შენახვის ამოხსნებზე, რათა მოეგებათ აღჭურვილობა აღდგენადი ენერგიის წყაროების მიერ წარმოებული ელექტროენერგიის იმ პრობლემას, როდესაც ის ხელმისაწვდომია მაშინ, როდესაც ჩვენ ფაქტობრივად არ გვჭირდება. მზე ყვება მაშინ, როდესაც არავინ არ არის სახლში, ხოლო ქარი ყვება მაშინ, როდესაც ადამიანები давინახავენ სინათლეებს, რაც ქმნის მთელ სახის პრობლემებს ელექტროგადაცემის სისტემის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად. აქ შენახვის სისტემა გამოდგება სასარგებლოდ. დღეს, როდესაც მზის პანელები გამოსაცხადებენ ელექტროენერგიას, რომელიც ამ მომენტში არავის სურს, აკუმულატორები შთანთქავენ ამ ზედმეტ ენერგიას. შემდეგ, საღამოს, როდესაც ყველა აბრუნდება სამუშაოდან და იწყებს ხელახლა მოწყობილობების გამოყენებას, იმავე აკუმულატორები ათავისუფლებენ შენახულ ენერგიას, ზუსტად მაშინ, როდესაც ფასები მკვეთრად იმატებს, ხანდახან დაითვლის დღის ფასების სამჯერ მეტს. ეს მთელი პროცესი ამყარებს წინასწარ განსაზღვრულ ამინდის მოვლენებს იმ რამდენადმე, რაზეც ბიზნესი შეძლებს ფულის გამომუშავებას, ნაცვლად მომავალი შემოსავლის დაკარგვისა. ამჟამად მოდერნიზებული VPP სისტემები იყენებენ ხელოვნური ინტელექტით მოძრავ სმარტ კონტროლერებს, რომლებიც მუდმივად არეგულირებენ გამოშვებული ენერგიის ოდენობას მიმდინარე ბაზრის პირობების და იმის მიხედვით, თუ რა შეუძლია გადაცემის სისტემას მოცემულ მომენტში. თუ არ არსებობდა შენახვის ტექნოლოგიით მოწოდებული ამ ბუფერი, ვირტუალური ელექტროგადამცემი სისტემები ვერ შეძლებდნენ მუდმივად მომხმარებლებს მიეწოდებინა სუფთა ელექტროენერგია ზუსტად მაშინ, როდესაც ის ყველაზე მეტად ესაჭიროებათ.

Ქსელის სერვისები გააქტიურებულია: სიხშირის რეგულირება, პიკის შემსუბუქება და შეჩერებული სისტემის გაშვების მხარდაჭერა

Ენერგიის შენახვის სისტემების სიჩქარით მოწყობილი რეაქციის დრო საშუალებას აძლევს ვირტუალურ ელექტროგადამცემ სადგურებს (VPP), რომ გადააჭარბონ მხოლოდ ელექტროენერგიის მიწოდებას. ქსელის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად, ეს შენახვის მოწყობილობები შეუძლიათ დამატებითი ენერგიის შეყვანა სისტემაში ან ჭარბის შთანთქმა დაახლოებით მეათედი წამის განმავლობაში, რათა სიხშირე შენარჩუნდეს სტანდარტულ 60 ჰც-ზე. ეს პარამეტრი მნიშვნელოვნად აღემატება ტრადიციული გენერატორების მაჩვენებელს და მნიშვნელოვან მომენტებში დაახლოებით ცხრამეტჯერ უკეთესია. ცხელ ზაფხულის დღეებში, როდესაც ყველა ართულებს კონდიციონერს, განაწილებული აკუმულატორების ქსელი ერთად მუშაობს პიკური მოთხოვნის შესამსუბუქებლად. ეს არა მხოლოდ ამსუბუქებს ძველი ინფრასტრუქტურის დატვირთვას, არამედ ზოგადად ეკონომიას უზრუნველყოფს იმ თანხის ოდენობით, რომელიც წავიდოდა მილიონობით ღირებული ტრანსფორმატორების შესაცვლელად, თითო მაგისტრალზე. რა ხდება კიდევ გათიშვის დროს? VPP-ებს, რომლებიც აღჭურვილი არის შენახვის სისტემებით, შეუძლიათ ქსელის მთელი მონაკვეთების ხელახლა გაშვება წამორჩენილი რესურსების მითითებული მიმდევრობით ჩართვით, რამაც შეიძლება დაიწყოს მინიმუმ რამდენიმე წუთში. ფინანსური სურათიც შესანიშნავად გამოიყურება. მონაცემების მიხედვით, 80 მეგავატიანმა შენახვის ქსელმა წლიურად დაახლოებით 740,000 დოლარი მოუტანა სხვადასხვა მხარდაჭერის სერვისების სახით, რაც გამოვლინდა Ponemon Institute-ის წლის წინა კვლევის შედეგად. ეს მაჩვენებლები აჩვენებს, თუ როგორ გადაიქცევა შენახვის ტექნოლოგია იმ პასიური ელექტროენერგიის წარმოებიდან, რაც იყო ძალიან მნიშვნელოვანი თანამედროვე ქსელის ექსპლუატაციისთვის.

Ვირტუალური ელექტროგანათების სისტემის არქიტექტურის მასშტაბური ძირად ბატარეების ენერგიის შენახვის სისტემები

Ლითიუმ-იონური დომინირება: წარმატებულობა, ფასების ტენდენციები და სტანდარტიზებული VPP ორკესტრაცია

Ლითიუმ-იონური აკუმულატორების სისტემები უკვე ხდება უმეტეს ვირტუალური ელექტროგანათების სისტემის ჩვეულებრივი ამონახსნი, რადგან ისინი მცირე სივრცეში უზარმაზარ ენერგიას აგროვებენ და მათი ღირებულება სწრაფად მცირდება. BloombergNEF-ის მონაცემები აჩვენებს, რომ 2010 წლიდან 2023 წლამდე ღირებულება დაახლოებით 89%-ით შემცირდა, რაც მათ საკმაოდ მიმზიდველს ხდის სხვადასხვა გამოყენებისთვის. ეს აკუმულატორები განსაკუთრებით კარგად მუშაობს მოდულარულ ელექტროგანათების გარდაქმნის სისტემებთან დაკავშირებისას. ისინი საკმაოდ საიმედოდ უმკლავდებიან სიხშირის რეგულირებას და ძაბვის მხარდაჭერას. საინტერესო ის არის, რომ ისინი საკმაოდ მრავალფეროვანია. ზოგიერთი საცხოვრებელი მოდელი იწყება დაახლოებით 500 კვტ/სთ-დან, ხოლო უფრო დიდი ვერსიები შეიძლება მიაღწიოდეს 20 მგვტ/სთ-მდე დიდი სასარგებლო პროექტებისთვის. ეს დიაპაზონი სხვადასხვა კონტროლის სისტემაში უმეტესწინააღმდეგ ჩაე fits ურთიერთობაში მცირე ხელსაწყოებით.

Ულტრასწრაფი რეაგირება: როგორ უზრუნველყოფს sub-100ms BESS დისპეჩინგი რეალურ დროში ვირტუალური ელექტროგადამცემის კონტროლს

Დისპეჩინგის 100 მილიწამზე ნაკლები დროში განხორციელების უნარი ბატარეის ენერგიის დაგროვების სისტემებს (BESS) ნამდვილ უპირატესობას აძლევს ვირტუალური ელექტროგადამცემის რეალურ დროში კონტროლის დროს. თერმული ელექტროგადამცემები რამდენიმე წუთს ანდომებენ, სანამ ლითიუმ-იონური ბატარეები თითქმის დაუყოვნებლივ პასუხობენ ქსელის სიხშირის ცვლილებებს — ზოგჯერ ერთი სინუსოიდის ციკლში. ასეთი რეაგირების სისწრაფე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს წინასწარ განუთვალისმღები მზის ენერგიის გამომუშავების ან მოთხოვნის გასტრაფიკო ზრდის დროს. სწრაფი რეაგირების დრო ხელს უწყობს საფრთხის შემცველი ჯაჭვური რეაქციების თავიდან აცილებას, რომლებიც მასშტაბურ გათიშვებამდე შეიძლება მივიდეს. გარდა ამისა, ოპერატორებს შეუძლიათ დამატებითი შემოსავლის მიღება ამ სწრაფად მოქმედი დამხმარე სერვისების მეშვეობით. აშშ-ის ენერგეტიკის დეპარტამენტის უახლესი ანგარიშის თანახმად, ამ ულტრასწრაფი BESS ტექნოლოგიის გამოყენებით ვირტუალური ელექტროგადამცემები დამხმარე სერვისებიდან დაახლოებით 25-დან 40 პროცენტამდე მეტ შემოსავალს იძლევიან, იმ უფრო замშირი ანალოგების შედარებით.

Დისტრიბუციული ენერგიის შენახვა: სახლის ბატარეებისა და ელექტრომობილების ინტეგრირება ვირტუალური ელექტროსადგურის ეკოსისტემაში

Აგრეგირება მასშტაბურად: 50,000-ზე მეტი საცხოვრებელი ბატარეიდან ერთიან ვირტუალურ ელექტროსადგურამდე

Ვირტუალური ელექტროსადგურები (VPPs) ცვლიან იმას, თუ როგორ ვფიქრობთ სახლის აკუმულატორებზე, იმ დაშორებული მოწყობილობებისგან, რომლებიც კიდევ ასეთი იყო, ქმნიან რაღაც ბევრად მასშტაბურს ელექტროენერგიის სისტემისთვის. როდესაც ეს სისტემები თანამშრომლობენ ათასობით სახლის აკუმულატორთან, ისინი ერთად აერთიანებენ ასობით მეგავატ-საათის შესაბამის საწყობ სიმძლავრეს, რომელზეც საჭიროების შემთხვევაში ელექტროსადგურებს შეუძლიათ მიმართვა. ეს აგრეგირებული ენერგია გამოიყენება რამდენიმე მიზნით, მათ შორის ძვირადღირებული პიკური მოთხოვნის პერიოდების შემცირება, სისტემის სიხშირის სტაბილიზება და ადგილობრივად საჭირო ადგილებში საავარიო მომსახურების უზრუნველყოფა. ამ მიდგომის განსაკუთრებულობა იმაში მდგომარეობს, რომ ის ყველაფერს მოწესრიგებულად ამჯობინებს მიკრორაიონის დონეზე, მუდმივად ამყარებს ელექტროენერგიის დინებას მკაცრად განსაზღვრულ პარამეტრებში. არსებობს კიდევ ერთი უპირატესობა: ტრადიციულ ელექტროსადგურებთან შედარებით, ამ დეცენტრალიზებული მიდგომით 7%-დან 12%-მდე მცირდება ენერგიის დანაკარგი გადაცემის დროს. გარდა ამისა, საზოგადოებები უფრო სწრაფად აღდგენენ ელექტრომომარაგებას გათიშვის შემთხვევაში, როგორიცაა ქარიშხლები ან სხვა სევდრომები, რადგან საავარიო მომსახურება მოდის მეზობლისგან, არა დაშორებული ადგილიდან.

Ორმხრივი EV ინტეგრაცია: ელექტრომობილების მობილური ვირტუალური ელექტროსადგურის აქტივებად გადაქცევა

EV-ები, რომლებიც აღჭურვილი არის მანქანიდან ქსელში (V2G) ტექნოლოგიით, ვირტუალური ელექტროსადგურებისთვის ფასეულ მობილურ აქტივებად იქცევიან. თითოეული ავტომობილი ტიპიურად 40-დაან 100 კვტ/სთ-მდე შენახვის მარაგს გთავაზობთ, რომელიც ორივე მიმართულებით მუშაობს. წარმოიდგინეთ, რა მოხდება, როდესაც ჩვენ შევკრებთ დაახლოებით 10,000 ასეთ V2G-ით აღჭურვილ მანქანას. ისინი შეძლებენ მოაწოდონ დაახლოებით 400 მვტ/სთ მყისიერი მხარდაჭერა ქსელისთვის, მსგავსად იმისა, რასაც საშუალო ზომის პიკური ელექტროსადგური გთავაზობს. გამჭვირვალე სასარგე სისტემები ავტომობილის აკუმულატორებს ჯანსაღ მდგომარეობაში უნარჩუნებს, რაც საშუალებას აძლევს მათ სწრაფად რეაგირებას ქსელის საჭიროებებზე. დღეს ისინი შთანთქავენ დამატებით მზის ენერგიას და შემდეგ აბრუნებენ მას სისტემაში, როდესაც მოხდება მოთხოვნის პიკი საღამოს. ეს იმითაა საინტერესო, რომ ის ჩვეულებრივ ტრანსპორტს იქცევს რაღაცად, რაც ეხმარება ელექტრო ქსელის სტაბილიზაციაში. ბევრი VPP ოპერატორი სინამდვილეში ანაზღაურებს EV-ების მფლობელებს იმისთვის, რომ მათი მანქანები მონაწილეობდნენ სიხშირის რეგულირებასა და სიმძლავრის ბაზრებში.

Სინერგიისა და რისკის ბალანსირება: ფოტოვოლტაიკური ბატარეების წყვილი ვირტუალური ელექტრო станციის დიზაინში

Ოპტიმალური კავშირი: რატომ ამაქსიმალებს მზის + აკუმულატორის კომბინაცია VPP-ის შემოსავლის სტრუქტურას და ქსელის ღირებულებას

Როდესაც ფოტოვოლტაიკურ სისტემებს ემატება აკუმულატორის შენახვა, ისინი ქმნიან რაღაც განსაკუთრებულს, რაც მნიშვნელოვნად ამაღლებს ვირტუალური ელექტროგადამცემი სისტემის მუშაობას. უმეტეს შემთხვევაში, მზის პანელები მაქსიმალურ ელექტროენერგიას წარმოებენ დილის შემოსვლისას, მაგრამ ხალხს ძალიან სჭირდება ელექტროენერგია და იხდის მაღალ ფასებს დღის ბოლოს. აკუმულატორები ამ დროის ვაკუუმს ავსებენ, რომელიც არსებობს მზის ენერგიის სიმრავლესა და მის მნიშვნელობას შორის. ისინი იკრიბავენ ზედმეტ მზის სინათლეს დღის განმავლობაში და გამოყოფენ მას მოგვიანებით, როდესაც ფასები იმატებს, ასევე ფულს იმავით ამოიგებენ. ამ აკუმულატორებს შეუძლიათ დამატებითი შემოსავლის მიღება სარგებლობის რამდენიმე სახით, მაგალითად, ელექტრო ქსელის სიხშირის სტაბილიზაციის დროს ან როგორც დამატებითი ელექტრო წყაროს მომზადების დროს. მომდევნო ბაზრის კვლევის მიხედვით, წლის ბოლოს, მზის პანელებთან ერთად აკუმულატორის შეერთებამ ვირტუალური ელექტროგადამცემი სისტემის შემოსავალი შეადგინა 40%-ით მეტი, ვიდრე მხოლოდ მზის პანელების გამოყენების შემთხვევაში. ეს ხდება იმიტომ, რომ ოპერატორებს შეუძლიათ უკეთესად დაგეგმონ ელექტროენერგიის გადაცემა ქსელში და შეიძინონ უფრო მეტი ტიპის გადახდები კომუნალური კომპანიებისგან.

Სეზონური ხანგრძლივობის შემცირება: ჰიბრიდული საწყობის სტრატეგიები ფოტოვოლტაიკური სისტემებზე დამოკიდებული VPP-ების არასაიმედოობის შესამსუბუქებლად

Სეზონური მზის ცვალებადობა საიმედოობის რისკს ქმნის ფოტოვოლტაიკაზე ორიენტირებული VPP-ებისთვის, განსაკუთრებით ზომიერი განედების ზონებში, სადაც ზამთრის პერიოდში გენერაცია შეიძლება 60%-მდე დაეცეს. ჰიბრიდული საწყობის არქიტექტურა ამ არასაიმედოობის შემცირებას უზრუნველყოფს ტექნოლოგიების დივერსიფიკაციით:

• Ლითიუმ-იონური ბატარეები უმკლავდება დღიურ ციკლებს და მოკლე ხანგრძლივობის ელექტროსისტემის მომსახურებებს
• Დინების ბატარეები უზრუნველყოფს გრძელვადიან რეზერვირებას მრავალდღიანი დაბალი გენერაციის პერიოდების განმავლობაში
• Თერმული შენახვა ზაფხულის ჭარბი მზის ენერგიის გარდაქმნა დისპეჩერიზებად სითბოდ ზამთრისთვის

Ეს ფენოვანი მიდგომა ამცირებს ერთი კონკრეტული რესურსის მიმართ დამოკიდებულებას და უზრუნველყოფს VPP-ის მუდმივ მუშაობას. მაგალითად, 4-საათიანი ლითიუმ-იონური სისტემის 12-საათიან ვანადიუმის ნაკადის ბატარეებთან წყვილი სეზონური გათიშვის რისკს 78%-ით ამცირებს (PJM Interconnection, 2023). აქტივების გეოგრაფიული გაფანტულობა კიდევ უფრო იზოლირებულს ხდის VPP-ის გამომავალს რეგიონალური ამინდის შეფერხებებისგან — უზრუნველყოფს მდგრად, წლის განმავლობაში მასშტაბურ ქსელის მხარდაჭერას.

Ხელიკრული

Რა არის ვირტუალური ძალასადგენი (VPP)?

Ვირტუალური ელექტროსადგური (VPP) არის ქსელი, რომელიც გაერთიანებს სხვადასხვა დისტრიბუციულ ენერგეტიკულ წყაროებს, მათ შორის მზის პანელებს, ქარის ტურბინებს და აკუმულატორების სისტემებს, რათა ერთად მუშაობა შეძლოთ ერთი მოქნილი ელექტროენერგიის წყაროს მსგავსად.

Რატომ არის ენერგიის შენახვა მნიშვნელოვანი VPP-ებში?

Ენერგიის შენახვა აუცილებელია VPP-ებისთვის, რადგან ის საშუალებას აძლევს აღებული იქნეს ჭარბი ენერგია, რომელიც წარმოიქმნება აღდგენადი წყაროების მიერ, როგორიცაა მზის და ქარის ენერგია, მაღალი მოთხოვნის დროს გამოყენებისთვის, რაც უზრუნველყოფს ქსელის სტაბილურობას და შემოსავლის მაქსიმალიზებას.

Როგორ უწევენ ხელს სახლის აკუმულატორები VPP-ებში?

Სახლის აკუმულატორები, რომლებიც გაერთიანდება VPP-ებში, უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან შენახვის სიმძლავრეს, რომელიც შეუძლია შეამსუბუქოს პიკური მოთხოვნის პერიოდები, დაასტაბილუროს ქსელის სიხშირე და მოწოდებს ლოკალურ რეზერვულ ელექტრომომარაგებას გათიშვის დროს.

Რა როლი აქვს ელექტრომობილებს (EVs) VPP ეკოსისტემებში?

Ელექტრომობილები (EVs), რომლებსაც აქვთ მანქანიდან ქსელში (V2G) ტექნოლოგია, მოძრავ შენახვის ერთეულებად მოქმედებენ და ქსელს უზრუნველყოფენ დამატებითი ენერგიის შენახვით და მხარდაჭერით, რაც ზრდის VPP-ების მოქნილობას და საიმედოობას.

Რა სარგებელი მოაქვს მზის პანელების აკუმულატორებთან წყვილებას?

Მზის პანელებთან ერთად ბატარეის შესანახად დაგროვებული ჭარბი მზის ენერგიის შენახვა დღის განმავლობაში და მისი გათავისუფლება მოთხოვნის პიკის დროს დღის მეორე ნახევარში და საღამოს, რაც ამაღლებს ფინანსურ სარგებელს და ელექტროქსელის მხარდაჭერას.