الفرق ليس ما إذا كان النظام يحتوي على بطارية
يمكن أن يستخدم نظام BESS المتصل بالشبكة ونظام BESS المستقل بطاريات LFP مشابهة، وأجهزة PCS، ومنصات EMS، لكن المعدات قد تؤدي وظائف مختلفة جداً. عادةً ما يعمل النظام المتصل بالشبكة مع المرافق التي توفر مرجع الجهد والتردد. يجب على النظام المستقل الحفاظ على شبكة AC محلية مستقرة مع موازنة مستمرة بين التوليد، وطاقة البطارية، والحمل. هذا الفرق يغير متطلبات PCS، ومنطق التحكم، واستراتيجية الاحتياطي، ودمج المولد، والحماية، واختبارات التشغيل.
نظام BESS المتصل بالشبكة مع قدرة احتياطية ليس تلقائيًا نظام BESS مستقل. العزل لفترة قصيرة والتشغيل المستمر لشبكة ميكرو مستقلة هما واجبات تصميم مختلفة.
أسهل طريقة لرؤية الفرق هي مراجعة مخططين أحادي الخط.
المشروع أ - مصنع متصل بالشبكة
افترض أن المصنع لديه:
شبكة المرافق → محول → لوحة المفاتيح الرئيسية → أحمال المصنع
نظام BESS متصل بحافلة AC من خلال PCS الخاصة به.
وظائفه الرئيسية هي:
تخفيض الذروة
تحكيم وقت الاستخدام
الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية
إدارة الطلب
خلال التشغيل العادي، تحدد شبكة المرافق جهد AC وتردد. يتزامن PCS مع تلك الشبكة ويتحكم في شحن أو تفريغ البطارية وفقًا لأوامر EMS وحدود التشغيل المسموح بها.
افترض أن طلب المصنع يصل إلى:
720 كيلووات
وهدف EMS هو:
600 كيلووات استيراد من الشبكة
المساهمة المطلوبة من BESS هي:
720 − 600 = 120 كيلووات
هذه مشكلة توزيع.
لا يحتاج PCS إلى إنشاء مرجع كهربائي كامل للمصنع فقط لأنه يوفر 120 كيلووات.
إذا تعطل BESS، قد لا تزال المرافق توفر الطاقة للمصنع، رهناً بتصميم الكهرباء في الموقع.
المشروع ب — الشبكة غير موجودة
الآن اعتبر منشأة تجارية بعيدة يتم تزويدها بـ:
طاقة شمسية + BESS + مولد ديزل
لا توجد شبكة مرافق متاحة للحفاظ على الحافلة المحلية عند الجهد والتردد المطلوبين.
يجب على شخص ما القيام بذلك.
إذا تم تعيين PCS الخاص بـ BESS لتلك المهمة، فإن متطلبات التحكم الخاصة به تتغير بشكل كبير. يجب تصميم النظام لإنشاء وتنظيم الشبكة الكهربائية المحلية مع الاستجابة للتغيرات في التوليد والطلب.
في الساعة 13:00:
إنتاج الطاقة الشمسية = 350 كيلووات
حمولة المنشأة = 430 كيلو وات
يوفر نظام تخزين الطاقة 80 كيلو وات من الفرق.
ثم يبدأ محرك بقدرة 100 كيلو وات بينما تقلل سحابة من إنتاج الطاقة الشمسية بمقدار 120 كيلو وات.
يصبح لدى النظام المحلي فجأة عدم توازن طاقة أكبر بكثير.
لم يعد السؤال:
كم من الطاقة يجب أن نتاجر بها اليوم؟
بل يصبح:
هل يمكن للنظام الكهربائي المحلي أن يبقى مستقراً خلال هذه الاضطرابات؟
متطلبات متابعة الشبكة وتشكيل الشبكة هي متطلبات وظيفية
يجب أن يكون هذا التمييز واضحاً في مواصفات نظام التحكم.
عادةً ما يعمل العاكس التقليدي المتبع للشبكة عن طريق التزامن مع مرجع الجهد والتردد الموجود.
تحتاج البنية التحتية غير المتصلة بالشبكة إلى مورد قادر على إنشاء والحفاظ على هذا المرجع. اعتمادًا على المشروع، قد يتضمن ذلكنظام تحكم يشكل الشبكة، مولد، أو بنية تحتية متكاملة من الشبكات الصغيرة.
لا تستنتج قدرة تشكيل الشبكة من:
قدرة نظام التحكم المقدرة
التشغيل ثنائي الاتجاه
أو العبارة:
يدعم وضع غير متصل بالشبكة
اطلب أوضاع التشغيل الدقيقة وقيودها.
لأغراض الشراء، سأتحقق من:
قدرة تشكيل الشبكة
تنظيم الجهد/التردد
استجابة خطوة الحمل
قدرة التحميل الزائد
تسلسل بدء التشغيل الأسود
تشغيل المولد بالتوازي
تنسيق العاكس الشمسي
الانتقال بين أوضاع التشغيل
نظام تحكم بقدرة 500 كيلو وات في مشروع متصل بالشبكة لتقليل الذروة ونظام تحكم بقدرة 500 كيلو وات مسؤول عن استقرار شبكة صغيرة معزولة لا تتحمل نفس الواجبات لمجرد أن قدرة تسميتها متطابقة.
لدى نظام إدارة الطاقة وظيفة مختلفة أيضًا
في المشروع A، قد يقوم نظام إدارة الطاقة بتحسين:
التعريفات
حدود الطلب
تصدير الطاقة الشمسية
نسبة شحن البطارية
احتياطي احتياطي
تستوعب الشبكة الكثير من عدم التطابق الفوري بين توليد الموقع والاستهلاك.
لا يمكن لمشروع B الاعتماد على تلك العازلة.
يجب على المتحكم التنسيق باستمرار:
إنتاج الطاقة الشمسية
شحن/تفريغ نظام تخزين الطاقة بالبطاريات
بدء/إيقاف المولد
التحميل الأدنى للمولد حيثما ينطبق
الأحمال الحرجة وغير الحرجة
احتياطي حالة شحن البطارية
إذا أصبحت الطاقة المتاحة من البطارية غير كافية، قد يحتاج النظام إلى بدء التوليد أو تخفيض الحمل قبل أن تخرج الترددات أو الجهد عن حدود التشغيل المقبولة.
هذا يجعل أولوية الحمل جزءًا من الهيكل، وليس مجرد ميزة تتعلق بتكلفة الطاقة.
حجم النظام خارج الشبكة يحتاج إلى أكثر من كيلووات ساعة يوميًا
افترض أن الموقع البعيد يستهلك:
2000 كيلوواط ساعة/يوم
هذا لا يخبرني بحجم نظام تخزين الطاقة بالبطاريات المطلوب.
ما زلت بحاجة إلى:
أقصى حمل كيلوواط
أكبر خطوة تحميل
سلوك بدء المحرك
ملف الطاقة الشمسية
حمولة الليل
قدرة المولد
الاستقلالية المطلوبة
تخفيض الحمل المقبول
احتياطي البطارية
قد يكون الحمل اليومي البالغ 2 ميغاوات ساعة مسطحًا نسبيًا أو مهيمنًا عليه قمم قصيرة كبيرة. يمكن أن تتطلب هذان الموقعان تقييمات PCS وسعات بطارية مختلفة جدًا.
يحدد ملف الحمل - وليس الطاقة اليومية وحدها - مشكلة التصميم.
الحماية والفصل تحتاج إلى مراجعة منفصلة
تحتاج المشاريع المتصلة بالشبكة إلى حماية وسلوك اتصال مناسبين للاتصال بالمرافق والمتطلبات المحلية المعمول بها.
تضيف المشاريع غير المتصلة بالشبكة والميكروغريد سؤالًا آخر:
ماذا يحدث للحماية عندما يتغير تيار العطل المتاح ومصدر التشغيل؟
يمكن أن يتصرف جزيرة تسيطر عليها العاكسات بشكل مختلف عن حافلة تغذيها المرافق. لذلك، تحتاج فلسفة الحماية إلى مطابقة أوضاع التشغيل الفعلية بدلاً من افتراض نفس سلوك العطل في كل حالة.
بالنسبة لشبكة متصلة بالشبكة مع قدرة احتياطية، فإن منطق الانتقال مهم أيضًا:
الشبكة متاحة → تشغيل متزامن متصل بالشبكة
فقدان الشبكة → العزل عن المرافق
تأسيس جزيرة مسموح بها
تزويد الأحمال المحددة
عودة الشبكة → التزامن وإعادة الاتصال
التسلسل الدقيق يعتمد على المشروع والمعدات.
ما الذي سأضعه في طلب عرض الأسعار
لجعل Ruibit يتناسب مع نظام BESS من Dawnice للمشروع، لن أبدأ بـ:
“أحتاج إلى بطارية بسعة 500 كيلووات ساعة.”
سأقوم أولاً بتصنيف بنية التشغيل المطلوبة.
| المتطلبات | مرتبط بالشبكة | غير متصل بالشبكة / شبكة صغيرة |
|---|---|---|
| مرجع المرافق | متاح عادةً | ليس متاحًا باستمرار |
| دور نظام التحكم | غالبًا ما يتبع الشبكة | قد يكون تشكيل الشبكة مطلوبًا |
| هدف التحكم الرئيسي | التوزيع الاقتصادي | توازن الطاقة + الاستقرار |
| بدء أسود | محدد للمشروع | غالبًا ما يكون مهمًا |
| تنسيق المولدات | اختياري | مهم بشكل متكرر |
| تخفيف الحمل | أقل مركزية | قد تكون ضرورية |
| احتياطي حالة الشحن | قرار اقتصادي/احتياطي | قرار أمان النظام |
| التكليف | اختبارات الشبكة/التوزيع | اختبارات استقرار الجزيرة والانتقال |
يجب أن تحدد RFQ بعد ذلك أوضاع تشغيل PCS المطلوبة، ومسؤوليات EMS، ومصادر التوليد، والأحمال الحرجة، ومتطلبات البدء الأسود، والانتقالات المتوقعة.
تصميم النظام يأتي قبل سعة البطارية
قد تشترك أنظمة C&I المتصلة بالشبكة وغير المتصلة في الخزائن، والخلايا، وحتى أجزاء من منصة التحكم. مسؤوليات النظام الخاصة بهم مختلفة.
يقرر نظام BESS المتصل بالشبكة بشكل أساسي مقدار الطاقة التي يجب تبادلها مع شبكة كهربائية موجودة بالفعل. قد يتعين على نظام BESS غير المتصل بالشبكة المساعدة في إنشاء تلك الشبكة واستقرارها في المقام الأول.
لذا قبل اختيار كيلووات ساعة، حدد من يتحكم في الجهد والتردد، ماذا يحدث عندما تتغير الأحمال فجأة، كيف تتنسيق الألواح الشمسية والمولدات، أي الأحمال يمكن تخفيضها، وكيف يتعافى النظام بعد الإيقاف.
فقط بعد ذلك يكون لتقييم البطارية وPCS السياق المطلوب لعرض دفاعي.
أسئلة شائعة
1. ما هو الفرق الرئيسي بين أنظمة تخزين الطاقة المرتبطة بالشبكة وأنظمة تخزين الطاقة خارج الشبكة في القطاع التجاري والصناعي؟
يعمل نظام BESS المتصل بالشبكة عادةً مع المرافق التي توفر مرجع الجهد والتردد. يجب على النظام غير المتصل بالشبكة الحفاظ علىشبكة كهربائية محلية مستقرةدون دعم مستمر من المرافق.
2. هل يتطلب نظام تخزين الطاقة خارج الشبكة جهاز تحكم لتشكيل الشبكة؟
غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى مصدر تشكيل الشبكة، لكن البنية الدقيقة تعتمد على المشروع. يجب على المشترين التحقق منقدرة تشكيل الشبكة، وتنظيم الجهد/التردد، واستجابة خطوة الحمل، وقيود وضع التشغيل.
3. هل نظام تخزين الطاقة المرتبط بالشبكة مع احتياطي هو نفسه نظام تخزين الطاقة خارج الشبكة؟
لا. تفرض الاحتياطات القصيرة المدة والتشغيل المستمر لشبكة ميكرو مستقلة متطلبات مختلفة علىPCS، EMS، الحماية، استراتيجية الاحتياطي، وتنسيق التوليد.
4. ما هي البيانات المطلوبة لحجم نظام تخزين الطاقة خارج الشبكة في القطاع التجاري والصناعي؟
مراجعةالحمولة القصوى، خطوات الحمل، بدء المحركات، الطاقة اليومية، إنتاج الألواح الشمسية، سعة المولد، الاستقلالية المطلوبة، احتياطي البطارية، وتخفيض الحمل المسموح به.
5. لماذا تعتبر القدرة على البدء من حالة السكون مهمة لأنظمة تخزين الطاقة خارج الشبكة؟
بعد الإيقاف، قد يحتاج النظام إلىإعادة تأسيس الشبكة الكهربائية المحلية قبل أن يمكن إعادة الاتصال بالتوليد والأحمال الأخرى.
