เทคโนโลยีกริดต่อไปนี้และการสร้างกริดของระบบกักเก็บพลังงานแสดงถึงโหมดการทำงานที่แตกต่างกันสองโหมด ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในบทบาท ลักษณะการทำงาน และสถานการณ์การใช้งานในระบบไฟฟ้า
ความแตกต่าง
วิธีการเชื่อมต่อกริด:
ทั้งสองเชื่อมต่อกับโครงข่ายผ่านอินเวอร์เตอร์ แต่หลักการทำงานต่างกัน อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายทำงานเป็นแหล่งกระแสไฟฟ้า โดยอาศัยการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากโครงข่ายไฟฟ้าภายนอกเพื่อซิงโครไนซ์เอาต์พุตของตัวเอง และอุปกรณ์สร้างโครงข่ายก็เหมือนกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ซึ่งสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่เสถียรได้อย่างอิสระโดยไม่ต้องรองรับโครงข่ายไฟฟ้าจากภายนอก
ผลงานด้านความมั่นคง:
การจัดเก็บพลังงานที่เชื่อมต่อกับกริดส่วนใหญ่ทำงานในสภาพแวดล้อมของกริดที่เสถียร และไม่มีความสามารถในการรองรับแรงดันไฟฟ้าหรือความถี่ ในทางตรงกันข้าม การจัดเก็บพลังงานแบบกริดยังคงจ่ายพลังงานให้กับโหลดในระหว่างที่กริดขัดข้อง และช่วยรักษาเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้าในท้องถิ่น
สถานการณ์การใช้งาน:
ประเภทกริดต่อไปนี้เหมาะสำหรับใช้ในโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่มีเสถียรภาพที่ดี โดยมีต้นทุนต่ำและใช้งานง่าย ประเภทกริดเหมาะสำหรับการใช้งานในระบบผลิตไฟฟ้าแบบกระจาย ไมโครกริด หรือพื้นที่ห่างไกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ต้องการการตอบสนองอย่างรวดเร็วหรือความสามารถในการโอเวอร์โหลดสูงในระยะสั้น
ข้อดีและข้อเสีย
ปฏิบัติตามประเภทเครือข่าย
ข้อดี: โครงสร้างที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ ต้นทุนการลงทุนเริ่มแรกต่ำ ง่ายต่อการรวมเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่มีอยู่
ข้อเสีย: ขาดความสามารถในการรองรับโครงข่ายไฟฟ้า ไม่สามารถรักษาการทำงานได้อย่างอิสระในกรณีที่โครงข่ายไม่เสถียร
ประเภทเครือข่าย
ข้อดี: สร้างโครงข่ายไฟฟ้าอย่างอิสระ โดยให้การสนับสนุนแรงดันไฟฟ้าและความถี่ มีความยืดหยุ่นและปรับตัวได้มากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องรับมือกับสถานการณ์ที่ไม่คาดคิด
ข้อเสีย: ข้อกำหนดทางเทคนิคค่อนข้างซับซ้อนจะสูงกว่า การลงทุนเริ่มแรกมีขนาดใหญ่กว่า และความยากลำบากในการออกแบบและการใช้งานก็มีมากกว่าเช่นกัน
ตัวอย่าง
ทำตามตัวอย่างเครือข่าย
มีการติดตั้งระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมขนาด 500kW/1MWh ในสวนอุตสาหกรรมทางตอนใต้ของจีน ระบบใช้กริดตาม PCS (ระบบแปลงพลังงาน) และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการโกนสูงสุด การเติมหุบเขา และการส่งออกพลังงานใหม่ที่ราบรื่น ในโครงการนี้ ระบบกักเก็บพลังงานจะเชื่อมต่อกับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ระบบควบคุม EMS ใช้สำหรับการควบคุมแบบประสานงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประหยัดไฟฟ้าของอุทยานทั้งหมด
ตัวอย่างประเภทการสร้างเครือข่าย
State Grid Corporation of China ได้เผยแพร่รายงานเกี่ยวกับการควบคุมกริดจัดเก็บพลังงานและการทดสอบการเชื่อมต่อกริดสำหรับปี 2024 ซึ่งระบุว่าตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก เช่น การควบคุมความถี่หลัก การตอบสนองความเฉื่อย และการควบคุมการหน่วงของระบบกักเก็บพลังงานประเภทกริด ได้รับการตรวจสอบแล้ว การทดสอบจริง
ตัวอย่างเช่น ในการทดสอบการควบคุมความถี่ ระบบกักเก็บพลังงานประเภทกริดแสดงให้เห็นถึงความเร็วตอบสนองไดนามิกที่ยอดเยี่ยม โดยสามารถปรับเอาท์พุตกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ได้ภายในมิลลิวินาที ช่วยให้โครงข่ายไฟฟ้าฟื้นเสถียรภาพของความถี่ได้อย่างรวดเร็ว
การเปรียบเทียบพารามิเตอร์
PCS ที่เชื่อมต่อกับกริด: โดยทั่วไปมีลักษณะเฉพาะของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน โดยกำลังเอาต์พุตได้รับผลกระทบอย่างมากจากสภาวะของกริด เหมาะสำหรับการจัดการพลังงานในสภาพแวดล้อมของกริดทั่วไป การใช้งานทั่วไปคือระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมขนาด 500kW/1MWh ในกรณีข้างต้น ซึ่งมีหน้าที่หลักในการติดตามการเปลี่ยนแปลงในระบบส่งไฟฟ้าและรับรองการแลกเปลี่ยนพลังงานที่ราบรื่น
PCS ประเภทกริด: นำเสนอคุณลักษณะของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า สามารถปรับแรงดันไฟฟ้าและความถี่เอาท์พุตได้อย่างแข็งขัน และรักษาความต่อเนื่องของแหล่งจ่ายไฟแม้ในกรณีที่กริดหยุดชะงัก ระบบประเภทนี้มักจะติดตั้งอัลกอริธึมและเทคโนโลยีการควบคุมขั้นสูง เช่น กลยุทธ์การควบคุมการซิงโครไนซ์พลังงาน ซึ่งช่วยให้สามารถปรับพลังงานที่ใช้งาน/ปฏิกิริยาได้โดยตรง เมื่อเอาต์พุตผันผวนในด้านการผลิตไฟฟ้า
มีความแตกต่างพื้นฐานในกลยุทธ์การควบคุมของกริดต่อไปนี้และเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานที่สร้างกริด ซึ่งสะท้อนให้เห็นในวิธีที่เทคโนโลยีเหล่านี้โต้ตอบกับกริด ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในกริด และประเภทของบริการที่พวกเขาให้
ความแตกต่างเฉพาะระหว่างกลยุทธ์การควบคุมทางเทคนิคทั้งสอง:
วัตถุประสงค์การควบคุม
การควบคุมตามตาราง: แกนหลักคือการติดตามสถานะของโครงข่ายไฟฟ้า กล่าวคือ อินเวอร์เตอร์จะปรับเอาต์พุตตามแรงดันไฟฟ้าและความถี่ของโครงข่ายไฟฟ้า ภายใต้วิธีการควบคุมนี้ อินเวอร์เตอร์ถือเป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะจ่ายพลังงานไฟฟ้าเข้าไปในโครงข่ายมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และจะตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันตัวเองในกรณีที่เกิดการรบกวนของโครงข่าย ดังนั้น ภารกิจหลักของการควบคุมกริดคือการเพิ่มการใช้พลังงานใหม่ให้สูงสุดภายในกรอบโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่
การควบคุมประเภทกริด: มีจุดมุ่งหมายเพื่อจำลองพฤติกรรมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแบบดั้งเดิม สร้างและรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ของโครงข่ายไฟฟ้าในท้องถิ่น ซึ่งหมายความว่าแม้จะไม่รองรับโครงข่ายไฟฟ้าภายนอก อินเวอร์เตอร์ชนิดโครงข่ายก็สามารถสร้างสภาพแวดล้อมการจ่ายไฟที่เสถียรได้ อินเวอร์เตอร์ชนิดกริดเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าหลักที่จ่ายแรงดันและความถี่ออกผ่านสัญญาณพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าภายใน สามารถทำงานได้อย่างอิสระหรือขนานกับแหล่งพลังงานอื่นๆ
กลไกการตอบสนอง
การควบคุมตามโครงข่ายไฟฟ้า: เนื่องจากต้องใช้โครงข่ายไฟฟ้าภายนอกในการส่งสัญญาณอ้างอิง อินเวอร์เตอร์โครงข่ายตามโครงข่ายอาจไม่สามารถให้การสนับสนุนโครงข่ายอย่างมีประสิทธิผลได้ เมื่อเกิดข้อผิดพลาดหรือความผันผวนที่ผิดปกติ และอาจเลือกที่จะตัดการเชื่อมต่อเพื่อวัตถุประสงค์ในการป้องกันตัวเอง ตัวอย่างเช่น ภายใต้สภาวะแรงดันไฟต่ำ (LVRT) หรือแรงดันจ่ายไฟฟ้าแรงสูง (HVRT) อินเวอร์เตอร์ที่ผูกกับกริดจำเป็นต้องลดกำลังเอาท์พุตลงอย่างรวดเร็ว หรือแม้แต่หยุดการผลิตไฟฟ้าโดยสิ้นเชิงเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุปกรณ์เสียหาย
การควบคุมประเภทกริด: ด้วยความสามารถ "ride Through" ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น จึงสามารถทำงานอย่างต่อเนื่องในระหว่างที่กริดไฟฟ้าขัดข้อง และฉีดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่จำเป็นหรือปล่อยพลังงานจลน์เข้าสู่ระบบ ช่วยฟื้นฟูเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าและความถี่ ทำให้อินเวอร์เตอร์ประเภทกริดเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเสถียรของกริดสูง เช่น ไมโครกริดหรือระบบจ่ายไฟอิสระในพื้นที่ห่างไกล
ลักษณะการบริการ
การควบคุมตามเครือข่าย: ทำหน้าที่ด้านการจัดการพลังงานเป็นหลัก เช่น การโกนสูงสุดและการเติมหุบเขา การปรับเอาต์พุตพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องให้เรียบ เป็นต้น การใช้งานประเภทนี้มักเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยที่โครงข่ายเองมีความเฉื่อยและความแข็งแกร่งเพียงพอที่จะดูดซับความไม่เสถียรที่อาจเกิดขึ้นได้ .
การควบคุมประเภทกริด: นอกเหนือจากการจัดการพลังงานแล้ว ยังให้บริการเสริมที่สำคัญ รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงการสนับสนุนแรงดันไฟฟ้าที่รวดเร็ว การตอบสนองความเฉื่อย การควบคุมความถี่หลัก ฯลฯ ฟังก์ชันเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงระดับกระแสลัดวงจรของระบบ และเพิ่มความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้า
อัลกอริธึมการควบคุม
การควบคุมตามเครือข่าย: โดยทั่วไปแล้ว อัลกอริธึมการติดตามพลังงานสูงสุด (MPPT) จะถูกใช้เพื่อรับรองประสิทธิภาพการใช้พลังงานใหม่สูงสุด ขณะเดียวกันก็ทำงานร่วมกับเทคโนโลยี Phase-Locked Loop (PLL) เพื่อให้เกิดการซิงโครไนซ์กับโครงข่ายไฟฟ้า
การควบคุมประเภทกริด: อาศัยอัลกอริธึมขั้นสูง เช่น Droop Control และ Virtual Synchronous Machine (VSG) ซึ่งเลียนแบบพฤติกรรมไดนามิกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส เพื่อปรับให้เข้ากับกระบวนการชั่วคราวของระบบไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น
