Lộ trình giải pháp kỹ thuật để lưu trữ năng lượng phía người dùng

Lưu trữ năng lượng phía người dùng là gì?

Đối tượng chính của việc lưu trữ năng lượng phía người tiêu dùng là người sử dụng điện, chủ yếu bao gồm người dùng công nghiệp, thương mại và người dùng hộ gia đình. Việc phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng phía khách hàng giúp tiết kiệm chi phí điện năng và đảm bảo ổn định tiêu thụ điện.

Lưu trữ năng lượng gia đình

Lưu trữ năng lượng gia đình (lưu trữ hộ gia đình) là hệ thống lưu trữ năng lượng được sử dụng cho người dùng hộ gia đình. Nó thường được lắp đặt kết hợp với hệ thống quang điện hộ gia đình (PV) để cung cấp điện cho hộ gia đình.

Nguyên tắc hoạt động là ưu tiên phát điện PV cho phụ tải cục bộ trong ngày, năng lượng dư thừa được tích trữ trong ắc quy và tùy chọn hòa lưới nếu vẫn dư điện; Vào ban đêm, khi hệ thống PV không hoạt động, pin sẽ được xả để sử dụng cho phụ tải cục bộ.

Hệ thống lưu trữ năng lượng hộ gia đình có thể cải thiện mức độ tự phát và tự sử dụng của PV hộ gia đình, giảm chi phí điện của người dùng và đảm bảo sự ổn định về mức tiêu thụ điện của người dùng trong thời tiết khắc nghiệt và các trường hợp khác.

Đối với giá điện cao, chênh lệch giá đỉnh và đáy, hay lưới điện ở khu vực cũ, việc mua lại hệ thống lưu trữ hộ gia đình có tính kinh tế tốt hơn, người dùng hộ gia đình có động lực mua hệ thống lưu trữ hộ gia đình.

Cốt lõi của hệ thống lưu trữ năng lượng hộ gia đình là pin lưu trữ năng lượng có thể sạc lại, thường dựa trên lithium-ion hoặc pin axit chì, được điều khiển bằng máy tính, phối hợp với phần cứng và phần mềm thông minh khác để thực hiện chu trình sạc và xả. Hệ thống lưu trữ năng lượng tại nhà thường có thể được kết hợp với hệ thống phát điện quang điện phân tán để tạo thành hệ thống lưu trữ quang học tại nhà.

Các loại sản phẩm lưu trữ năng lượng

Về mặt kết cấu, sản phẩm lưu trữ năng lượng là container hoặc cabin đúc sẵn, tủ ngoài trời hoặc tủ trong nhà;
Theo phương pháp làm mát có làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng;
Phân loại theo cấu trúc điện có loại tập trung và loại dây;
Theo phân loại hệ thống lưu trữ năng lượng, có hai loại: loại thiết bị và pin tách rời và loại thiết bị và pin tích hợp; theo cấp điện áp có hai loại: hệ thống 1000V và hệ thống 1500V;
Phân loại theo điểm tổng hợp năng lượng, có hai loại khớp nối DC và khớp nối AC.
Các sản phẩm lưu trữ năng lượng cỡ lớn/vừa, hiện ở dạng container hoặc kết cấu cabin đúc sẵn, thường được sử dụng ở phía cung cấp điện và phía lưới điện, một phần nhỏ ứng dụng ở phía người dùng, chế độ làm mát từ không khí- làm mát dần dần chuyển sang làm mát bằng chất lỏng, kết cấu điện là loại tập trung là chủ yếu, bộ lưu trữ chuỗi cũng được nối dần, điện áp tăng dần lên 1500V, chủ yếu ở dạng khớp nối AC.

Mô hình doanh thu lưu trữ năng lượng phía người dùng công nghiệp và thương mại là chênh lệch giá đỉnh và đáy, xả đầy; sạc và xả càng nhiều thì doanh thu càng lớn; hiệu suất chuyển đổi năng lượng càng cao thì tổn thất càng nhỏ, doanh thu càng lớn. Vì vậy, thiết bị hệ thống lưu trữ năng lượng phía người dùng có hệ thống tích hợp lưu trữ năng lượng được điều khiển bằng chuỗi chuỗi so với năng suất của hệ thống tích hợp lưu trữ năng lượng tập trung cao hơn.

Kiểu điều khiển cụm chuỗi hệ thống lưu trữ năng lượng mỗi cụm có tỷ lệ sử dụng hiệu quả năng lượng cao, không có hiệu ứng bo mạch ngắn thùng; không có kết nối song song giữa các cụm, không có dòng điện tuần hoàn, hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao.

Tủ lưu trữ năng lượng phân tán có kích thước nhỏ do bố trí phi tập trung, có tính đến việc duy trì chi phí hậu mãi cao; nhu cầu về khối lượng mua nhỏ, do đó các thiết bị có liên quan và đơn giá tổng thể của hệ thống sẽ cao hơn.

Hệ thống bình chứa năng lượng tích hợp AC/DC tất cả trong một. Một cụm pin được gắn vào một PCS, quản lý theo cụm.

Sử dụng năng lượng pin hiệu quả cao, không có dòng điện vòng lặp song song giữa các cụm, bộ chuyển đổi DC/AC một tầng, hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao.
Máy mô-đun chuỗi không chứa các công tắc và cầu chì DC cũng như bộ ngắt mạch AC. Đưa vào tích hợp bên ngoài, cấu hình linh hoạt các thiết bị bảo vệ này theo yêu cầu kỹ thuật.

Phía AC của PCS được trang bị cầu dao nhánh (tùy chọn) và cầu dao chính (bắt buộc). So với hệ thống lưu trữ năng lượng tập trung, phía DC bỏ qua tủ hội tụ DC và các công tắc và cầu chì phía DC ở phía PCS cũng như BMS cấp ba.

Sự khác biệt giữa hai phương pháp tích hợp đang được thu hẹp lại. Tuy nhiên, lợi ích của hệ thống lưu trữ năng lượng chuỗi cao hơn nhiều so với loại tập trung.
Hiệu suất sử dụng dung lượng hiệu quả (DOD) của hệ thống lưu trữ tập trung thấp hơn 7,5% so với hệ thống lưu trữ chuỗi. Ước tính vòng đời cũng thấp hơn 10%.

Khớp nối DC

Như minh họa trong hình bên dưới, nguồn DC từ các mô-đun PV được lưu trữ trong bộ pin, thông qua bộ điều khiển và lưới điện cũng có thể sạc pin thông qua bộ chuyển đổi DC-AC hai chiều. Điểm tổng hợp năng lượng nằm ở đầu pin DC:

Nguyên lý làm việc của khớp nối DC:

Khi hệ thống PV đang chạy, pin sẽ được sạc qua bộ điều khiển MPPT; khi có nhu cầu từ tải tiêu dùng, pin sẽ giải phóng điện và dòng điện do tải đặt. Hệ thống lưu trữ được nối vào lưới, nếu phụ tải nhỏ và ắc quy đầy thì hệ thống PV có thể cấp điện lên lưới.

Khi công suất tải lớn hơn công suất PV, lưới điện và PV có thể cấp điện cho phụ tải cùng một lúc. Bởi vì cả nguồn điện PV và công suất tải đều không ổn định nên việc cân bằng năng lượng của hệ thống phụ thuộc vào pin.

Khớp nối AC

Nguồn DC từ các mô-đun PV được chuyển đổi thành nguồn AC thông qua bộ biến tần, được cấp trực tiếp cho tải hoặc đưa vào lưới điện, nguồn này cũng có thể được sạc vào pin thông qua bộ chuyển đổi hai chiều DC-AC hai chiều.

Điểm hội tụ năng lượng nằm ở đầu AC.

Nguyên lý làm việc của khớp nối AC: nó chứa hệ thống cung cấp điện PV và hệ thống cung cấp năng lượng pin.

Hệ thống quang điện bao gồm dãy quang điện và bộ biến tần nối lưới; hệ thống pin bao gồm một bộ pin và một bộ biến tần hai chiều.

Hai hệ thống này có thể hoạt động độc lập mà không can thiệp lẫn nhau hoặc có thể tách khỏi lưới để tạo thành hệ thống lưới vi mô.

Từ các trường hợp được lắp đặt hiện nay, việc lưu trữ năng lượng phía người dùng sử dụng các chương trình ghép nối phía AC, dạng chuỗi, mô-đun đã trở thành xu hướng, chiếm hơn 80% thị phần. Chương trình này có chi phí thấp, cấu hình linh hoạt, bảo mật cao, phù hợp cho các trạm lưu trữ năng lượng công nghiệp, thương mại và ngoài lưới, trong khi chương trình tập trung khớp nối DC, nối dây đơn giản, hệ thống ổn định, phù hợp cho các trạm điện độc lập vừa và nhỏ. trạm điện.