Hệ thống lưu trữ năng lượng-các giải pháp kết nối lưới năng lượng tái tạo được hỗ trợ chủ yếu được chia thành hai loại: kết nối song song AC và ghép nối DC.
Giải pháp kết nối song song AC, như minh họa trong hình, đề cập đến thiết bị kết nối-lưới điện tử năng lượng tái tạo, chẳng hạn như bộ biến tần quang điện hoặc bộ chuyển đổi tuabin gió, được kết nối với bộ chuyển đổi lưu trữ năng lượng (PCS) thông qua lưới điện AC. Dưới sự điều phối và kiểm soát thống nhất của EMS, nó thực hiện các chức năng như cạo đỉnh và lấp đầy thung lũng, cải thiện độ chính xác của dự báo và làm mịn.
Ưu điểm chính của sơ đồ kết nối song song AC bao gồm kết nối điện đơn giản và rõ ràng giữa các thiết bị, tách rời chức năng và dễ dàng tiêu chuẩn hóa quy trình sản xuất và phát triển thiết bị; nhược điểm chính là chi phí đường dây và thiết bị kết nối cao hơn, tốc độ đáp ứng điều khiển cần thiết nhanh hơn cho PCS và hiệu suất thấp hơn khi chuyển đổi nhiều năng lượng.
Sơ đồ ghép nối có thể sử dụng hiệu quả liên kết DC vốn có trong hầu hết các hệ thống phát điện được kết nối-lưới năng lượng tái tạo, bổ sung trực tiếp các thiết bị lưu trữ năng lượng pin để giảm nhiều lần chuyển đổi năng lượng thành năng lượng tái tạo. Điều này cải thiện kết nối lưới của hệ thống và hiệu quả lưu trữ năng lượng; nó cũng trực tiếp sử dụng các kênh kết nối lưới và thiết bị được kết nối-lưới năng lượng tái tạo hiện có, loại bỏ nhu cầu mở rộng thiết bị AC và giảm chi phí đầu tư phần cứng. Tuy nhiên, có sự kết nối giữa hệ thống điều khiển và thiết bị kết nối lưới năng lượng tái tạo-hiện có, độ chặt chẽ của nó phụ thuộc vào phương pháp điều khiển kết nối lưới của hệ thống năng lượng tái tạo ban đầu.
Lấy một bộ chuyển đổi được kết nối-lưới điện tua-bin gió-đầy đủ làm ví dụ, như minh họa trong hình, nó thường là cấu trúc AC-DC-AC "quay lại-đến-ngược". Bộ chuyển đổi phía lưới điện-hoạt động ở chế độ điều chỉnh điện áp phía DC-, trong khi bộ chuyển đổi phía-tuabin hoạt động ở chế độ điều khiển công suất tuabin gió hoặc chế độ điều khiển mô-men xoắn. Cả hai được ngăn cách bởi phía DC và được điều khiển độc lập, với dãy tụ điện lớn ở phía DC đóng vai trò là bộ đệm và cơ chế tách. Do đó, bằng cách kết nối một công suất nhất định của BESS với phía DC để tạo thành một hệ thống lưu trữ năng lượng và gió tích hợp, công suất{12}nối vào lưới của tuabin gió có thể được kiểm soát tốt và năng lượng có thể được truyền tải theo thời gian mà không gây tác động đáng kể đến hệ thống tuabin gió, đặc biệt là việc điều khiển bộ chuyển đổi tuabin gió.
Nguyên tắc điều khiển cơ bản của nó như sau: Bộ điều khiển cục bộ thiết lập chế độ làm việc, chẳng hạn như cạo đỉnh và lấp đầy thung lũng, cải thiện độ chính xác dự đoán hoặc làm mịn và tích hợp thông tin điều phối lưới điện để tạo ra lệnh mục tiêu nguồn điện được kết nối toàn bộ lưới điện ∑P* cho hệ thống lưu trữ-gió tại một thời điểm nhất định; nó giám sát quá trình phát điện của tuabin gió PĐBvà trạng thái hệ thống lưu trữ năng lượng trong thời gian thực, đồng thời tính toán và tạo toàn diện lệnh điều khiển sạc và xả của hệ thống lưu trữ năng lượng P*BESS:
BESS điều khiển tuabin gió thông qua bộ chuyển đổi DC/DC, theo dõi P*BESScác lệnh để đạt được việc lưu trữ và giải phóng năng lượng giữa phía DC của bộ chuyển đổi tuabin gió và pin; bộ chuyển đổi phía lưới điện-hoạt động ở chế độ chỉnh lưu, ổn định điện áp phía DC Vde để đạt được tổng công suất đầu ra-kết nối lưới ∑P của tuabin gió:
Khi SOC của hệ thống lưu trữ năng lượng ở trạng thái quá tải tới hạn, bộ điều khiển cục bộ cũng cần giới hạn lệnh đầu ra P*ĐBcủa tuabin gió bằng cách lên lịch cho bộ điều khiển chính tuabin gió để nhận ra-công suất hoạt động hạn chế của tuabin gió.
Sơ đồ đơn giản hóa của hệ thống điều khiển được thể hiện trong hình. V.dcvà bạnlướitương ứng với các giá trị hiệu dụng của điện áp phía DC{0}}của bộ chuyển đổi tuabin gió và điện áp pha của lưới điện tương ứng; TÔIBEss, Idc, IĐB, và tôilướitương ứng với dòng sạc và xả của hệ thống lưu trữ năng lượng, dòng điện một chiều của bộ chuyển đổi phía lưới điện tua bin gió-(chảy từ bộ tụ điện bên-bên bus hiện tại đến bộ chuyển đổi bên-cánh cầu IGBT của lưới điện), dòng điện một chiều của bộ chuyển đổi phía máy tuabin gió-(chạy từ cánh tay cầu IGBT của bộ chuyển đổi bên-bên đến bộ chuyển đổi bên-cánh tay cầu IGBT) và dòng điện kết nối-lưới điện của bộ chuyển đổi phía lưới điện tuabin gió-(tức là tổng dòng điện kết nối-lưới của hệ thống lưu trữ{11}}gió).
Đối với tua bin gió của máy phát điện cảm ứng cấp nguồn kép (DFIG), hệ thống phát điện (PĐB) bao gồm cả công suất đầu ra phía rôto-và phía stato- mà bộ điều khiển cục bộ phải xem xét toàn diện khi tính toán lệnh công suất cho hệ thống lưu trữ năng lượng.
Có thể thấy rằng trong hệ thống lưu trữ-gió, cả bộ chuyển đổi phía lưới-và bộ chuyển đổi phía-tuabin đều duy trì chế độ điều khiển điều chỉnh điện áp phía DC-ban đầu và chế độ điều khiển công suất phía tua bin-mà không yêu cầu bất kỳ thay đổi nào đối với thuật toán điều khiển. Tuy nhiên, việc thu thập thông tin trạng thái hệ thống lưu trữ gió kịp thời và chính xác là rất quan trọng đối với bộ điều khiển cục bộ nhằm đạt được khả năng kiểm soát thống nhất hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống điều khiển tuabin gió chính.
Sơ đồ điều khiển cho hệ thống DC-lưu trữ quang điện song song được hiển thị trong hình. Sơ đồ điều khiển này không ảnh hưởng đến hoạt động của biến tần quang điện, luôn hoạt động ở chế độ tải tối đa-hoặc chế độ giới hạn-công suất-ngắn hạn của hệ thống lưu trữ năng lượng. Hệ thống lưu trữ năng lượng, kết hợp với bộ điều khiển cục bộ, thực hiện điều chỉnh công suất nhanh chóng để duy trì nguồn điện-kết nối với lưới của hệ thống lưu trữ quang điện-trong phạm vi băng thông lỗi điều khiển cho phép.
Hỗ trợ kết nối lưới các nguồn năng lượng mới là lĩnh vực ứng dụng rất quan trọng của BESS (Hệ thống lưu trữ năng lượng cân bằng). Từ góc độ thang thời gian kiểm soát, điều này có thể được chia thành việc cải thiện mức độ-đỉnh cao hàng giờ và mức độ{2}}theo phút về độ chính xác của dự báo và làm dịu các biến động. Hệ thống trước đây tận dụng tối đa công suất của lưới điện hiện có để cung cấp các nguồn năng lượng mới và giảm...
Hỗ trợ kết nối lưới năng lượng tái tạo là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của Hệ thống tiết kiệm năng lượng cơ bản (BESS). Từ góc độ thang thời gian, điều này có thể được chia thành việc loại bỏ đỉnh điểm và lấp đầy thung lũng theo giờ cũng như cải thiện- cấp độ từng phút về độ chính xác của dự báo và làm dịu các biến động. Điều thứ nhất có ý nghĩa quan trọng trong việc tận dụng tối đa công suất năng lượng tái tạo của lưới điện hiện có, giảm trữ lượng tổ máy thông thường hoặc tránh việc cắt giảm năng lượng tái tạo kéo dài. Sau này, kết hợp với các công nghệ dự báo sản xuất năng lượng tái tạo, cải thiện khả năng lập kế hoạch và điều phối kết nối lưới năng lượng tái tạo, nâng cao tính thân thiện với lưới điện và giảm sự chiếm dụng các nguồn tài nguyên điều chỉnh tần số nhanh của lưới điện.
Trong các dự án thực tế, các ứng dụng cạo đỉnh và lấp đầy thung lũng yêu cầu hệ thống BESS có khả năng lưu trữ hoặc giải phóng lượng điện trong vài giờ, cần có bộ pin dung lượng lớn. Theo các mô hình kinh doanh hiện tại, việc chỉ áp dụng chức năng này thường không kinh tế hoặc tiềm ẩn rủi ro đáng kể về lợi ích kinh tế giảm theo mùa. Tuy nhiên, với sự cải tiến liên tục về độ chính xác của dự báo sản xuất năng lượng tái tạo và thuật toán kiểm soát công suất BESS, hoàn toàn có thể tích hợp các chức năng kết nối lưới năng lượng tái tạo được hỗ trợ- cấp BESS{4}} cấp độ phút vào các dự án cạo đỉnh và lấp đầy thung lũng. Điều này cho phép dự án thực hiện các ứng dụng toàn diện dưới sự quản lý thống nhất của EMS hoặc bộ điều khiển cục bộ, chia sẻ-thời gian hoặc đồng thời, từ đó cải thiện hiệu quả kinh tế tổng thể của dự án. Hơn nữa, khi xem xét các yêu cầu về cấu hình công suất và công suất để cải thiện độ chính xác của dự báo và chức năng làm mượt, hầu hết các ứng dụng này đều liên quan đến bộ lưu trữ năng lượng loại công suất-công suất thấp,{9}}tần số{10}}cao. Do đó, việc bổ sung các chức năng này có tác động tương đối hạn chế đến cấu hình của các dự án-cạo đỉnh và lấp đầy thung lũng{13}}hiện có, khiến việc này trở nên khả thi về mặt kỹ thuật.