Trong tỷ lệ sản xuất năng lượng mới ngày càng tăng ngày nay, hệ thống điện đang phải đối mặt với những thách thức do "cao kép" (tỷ lệ năng lượng tái tạo cao và tỷ lệ cao của thiết bị điện tử điện), như quán tính thấp, giảm xóc thấp, hỗ trợ điện áp yếu và các vấn đề khác. Sự xuất hiện của công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới cung cấp những ý tưởng mới để giải quyết các vấn đề này. Vì vậy, chính xác công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới là gì? Sự khác biệt giữa CNTT và công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới truyền thống là gì?
1 Định nghĩa về công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới điện và lưới theo công nghệ lưu trữ năng lượng
1. Công nghệ xây dựng mạng
Công nghệ xây dựng lưới là một công nghệ lưu trữ năng lượng tiên tiến cho phép các hệ thống lưu trữ năng lượng chủ động hỗ trợ lưới điện thông qua các chiến lược kiểm soát cụ thể. Lõi nằm trong việc nhúng nguyên tắc điều khiển của các máy phát đồng bộ vào các bộ biến tần lưu trữ năng lượng, cho phép các bộ biến tần tạo ra các tín hiệu điện áp và tần số ổn định như các máy phát đồng bộ truyền thống, do đó xây dựng lưới điện ổn định ngay cả khi không có lưới điện bên ngoài. Hệ thống lưu trữ năng lượng này về cơ bản là một nguồn điện áp có thể đặt các tham số điện áp bên trong và điện áp và tần số ổn định đầu ra. Nó có thể vận hành cả lưới kết nối và ngoài lưới và có sự hỗ trợ mạnh mẽ cho lưới điện.
2. Công nghệ dựa trên mạng
Lưu trữ năng lượng dựa trên lưới hiện là một công nghệ lưu trữ năng lượng được sử dụng rộng rãi, về cơ bản là nguồn hiện tại và không thể tự cung cấp hỗ trợ điện áp và tần số. Nó phải dựa vào điện áp và tần số của lưới điện để vận hành. Trong quá trình hoạt động, biến tần của hệ thống lưu trữ năng lượng kết nối lưới sẽ tuân theo thông tin pha của lưới và đo pha của điểm kết nối lưới qua vòng lặp bị khóa pha, do đó đạt được sự đồng bộ hóa với lưới. Hệ thống lưu trữ năng lượng này chỉ có thể hoạt động với sự hiện diện của lưới điện và không thể hỗ trợ độc lập hệ thống lưới điện.
2 Nguyên tắc lưu trữ năng lượng dựa trên lưới và lưới sau khi lưu trữ năng lượng
1. Công nghệ xây dựng mạng
Nguyên tắc của hệ thống lưu trữ năng lượng loại lưới là nhúng các thuật toán lõi như phương trình chuyển động rôto và điều khiển DROOP công suất phản ứng của máy phát đồng bộ vào hệ thống điều khiển biến tần. Hệ thống tính toán công suất cổng bằng cách thu thập điện áp và dòng điện, sử dụng các thuật toán lõi này để tạo ra các giá trị tham chiếu cho biên độ và pha điện áp, và định hình cổng biến tần để có các đặc tính bên ngoài của nguồn điện áp tương tự như bộ tạo đồng bộ, do đó đạt được hỗ trợ hoạt động cho tần số lưới và điện áp. Công nghệ này có thể tránh được vấn đề không ổn định của các vòng khóa pha trong các lưới công suất yếu, cho phép biến tần có các đặc tính nguồn điện áp bên ngoài và nhanh chóng xuất hiện năng lượng hoạt động\/phản ứng.
2. Công nghệ dựa trên mạng
Nguyên tắc làm việc của một hệ thống lưu trữ năng lượng kết nối lưới tương đối đơn giản. Nó chủ yếu điều khiển dòng điện bên AC, theo dõi góc pha của điện áp lưới hiện có thông qua vòng lặp khóa pha, sau đó tạo thành tín hiệu điều khiển thông qua chuyển đổi tọa độ và điều chế PWM, được đưa trở lại ống chuyển mạch. Trong chế độ điều khiển này, hệ thống lưu trữ năng lượng không thể cung cấp độc lập hỗ trợ điện áp và tần số và phải dựa vào hoạt động ổn định của lưới điện.
3 Sự khác biệt giữa lưu trữ năng lượng loại lưới và lưu trữ năng lượng loại lưới
(1) Các thuộc tính công suất khác nhau
Các hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên lưới là các nguồn điện áp có thể đặt tự chủ và điện áp đầu ra và tần số, trong khi các hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên lưới là các nguồn hiện tại không thể cung cấp điện áp và hỗ trợ tần số một cách độc lập.
(2) Các phương pháp kiểm soát khác nhau
Lưu trữ năng lượng loại lưới áp dụng chiến lược đồng bộ hóa công suất tương tự như các máy phát đồng bộ, có thể đạt được đồng bộ hóa mà không cần các vòng khóa pha. Và lưu trữ năng lượng kết nối lưới phụ thuộc vào công nghệ vòng khóa pha để theo dõi góc pha của điện áp lưới và đạt được sự đồng bộ hóa với lưới.
(3) Các khả năng hỗ trợ khác nhau cho lưới điện
Hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên lưới có khả năng hỗ trợ mạnh mẽ cho lưới điện. Nó không chỉ có thể hoạt động ở chế độ kết nối lưới, mà còn hoạt động độc lập ở chế độ đảo, cung cấp nhiều chức năng như hỗ trợ tần số\/quán tính và hỗ trợ điện áp cho lưới điện. Trong lưới điện yếu, lưu trữ năng lượng loại lưới có thể cung cấp hỗ trợ tần số ổn định và giúp cải thiện tính ổn định của lưới điện. Tuy nhiên, các hệ thống lưu trữ năng lượng kết nối lưới có các vấn đề ổn định trong lưới điện yếu và không thể chủ động hỗ trợ hệ thống lưới điện.
(4) Các kịch bản ứng dụng khác nhau
Hệ thống lưu trữ năng lượng kết nối lưới phù hợp cho các tình huống trong đó lưới điện có độ ổn định tốt và không yêu cầu hỗ trợ điện áp và tần số bổ sung. Nó chủ yếu được sử dụng để bổ sung cho nhu cầu năng lượng tức thời của lưới điện, cải thiện tính ổn định và độ tin cậy của lưới điện. Các hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên lưới phù hợp hơn cho các hệ thống điện mới, đặc biệt là ở các khu vực có tỷ lệ cao năng lượng mới và độ ổn định lưới kém.
4 Tóm tắt
Là một ngôi sao đang lên trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới đang dần thay đổi mô hình phát triển của ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng với khả năng hỗ trợ lưới và khả năng thích ứng mạnh mẽ. Nó không chỉ có thể giải quyết một cách hiệu quả các vấn đề như quán tính thấp, giảm xóc thấp và hỗ trợ điện áp yếu trong các hệ thống điện mới, mà còn cung cấp hỗ trợ năng lượng ổn định và đáng tin cậy cho lưới điện trong các kịch bản phức tạp khác nhau. So với công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới truyền thống, công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới đã thể hiện những lợi thế đáng kể về các nguyên tắc kỹ thuật, thuộc tính năng lượng, phương pháp kiểm soát và kịch bản ứng dụng. Với sự phát triển liên tục của việc tạo năng lượng mới và nhu cầu ổn định ngày càng tăng trong hệ thống điện, công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong lĩnh vực năng lượng trong tương lai, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ để xây dựng hệ thống năng lượng mới thông minh, hiệu quả và đáng tin cậy hơn.
Sự xuất hiện của công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên lưới cung cấp các ý tưởng và phương pháp mới để giải quyết các vấn đề ổn định trong các hệ thống năng lượng mới. Nó không chỉ có thể cải thiện hiệu quả hiệu quả hoạt động và độ tin cậy của lưới điện, mà còn thích nghi tốt hơn với các đặc điểm không liên tục và dao động của việc tạo ra năng lượng mới, đặt nền tảng để xây dựng một hệ thống năng lượng thông minh, linh hoạt và hiệu quả hơn. Trong tương lai, với sự tiến bộ liên tục của công nghệ và giảm chi phí, việc lưu trữ năng lượng dựa trên lưới dự kiến sẽ được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực hơn, góp phần thúc đẩy chuyển đổi năng lượng và phát triển bền vững.