1 MWh'lik Bir Batarya Hala Zirve için Çok Küçük Olabilir
Zirve kesimi için, ticari bir BESS'i hedef talep limitinin üzerindeki yükten boyutlandırın - yıllık elektrik tüketiminden veya sabit bir kWh/kW oranından değil. PCS gücü, zirvenin yüksekliğini karşılamalı, kullanılabilir batarya enerjisi ise talep limitinin üzerindeki yük eğrisinin alanını karşılamalıdır. Ardından verimlilik, kullanılabilir SoC aralığı, bozulma, yeniden şarj kısıtlamaları ve hizmet sağlayıcının talep ölçüm aralığı için düzeltme yapın.
NREL'in ticari binalar üzerindeki analizi benzer bir sonuca ulaşıyor:yük profili şekli, gerekli BESS boyutunun büyük bir belirleyicisidir, talep ücreti yapısı projenin ekonomik olarak değerli olup olmadığını güçlü bir şekilde etkiler.
Bir fabrika Ruibit/Dawnice'den "zirve kesimi için 500 kWh" istediğinde, dolabı seçmeden önce aralık yük dosyasını isterim.
Talep Limiti ile Başlayın
15 dakikalık sayaç verilerine sahip varsayımsal bir fabrikayı düşünün.
Maksimum ölçülen talep: 760 kW
Hedef şebeke talebi: 600 kW
Gerekli maksimum BESS deşarj gücü başlangıçta:
Zirve kesim gücü = 760 − 600 = 160 kW
Bu, bana aylık elektrik faturasının söyleyemeyeceği bir şeyi hemen söyler.
100 kW'lik bir PCS, bataryanın 200 kWh veya 2 MWh içermesi fark etmeksizin 600 kW limitini tam olarak uygulayamaz.
Ama160 kW, bana batarya kapasitesini söylemez..
Bunun için zirvenin şeklini bilmem gerekiyor.
Bir Zirve ve Bir Platon Farklı Bataryalar Gerektirir
Zirve etrafındaki yükün şöyle göründüğünü varsayalım:
| 15 Dakika Aralığı | Fabrika Yükü | BESS Gücü Gereksinimi |
|---|---|---|
| 13:30–13:45 | 620 kW | 20 kW |
| 13:45–14:00 | 690 kW | 90 kW |
| 14:00–14:15 | 760 kW | 160 kW |
| 14:15–14:30 | 720 kW | 120 kW |
| 14:30–14:45 | 650 kW | 50 kW |
Gerekli AC tarafı enerjisi yaklaşık olarak:
E = (20 + 90 + 160 + 120 + 50) × 0.25 = 110 kWh
Bu nedenle bu zirve yaklaşık olarak şunu gerektirir:
160 kW maksimum deşarj gücü
kompakt hücre aralığı
110 kWh AC tarafı enerjisi
tasarım marjları ve kayıplardan önce.
Şimdi fabrikanınüç saat boyunca 700 kW'ta kaldığını hayal edin..
Gerekli azalma:
700 − 600 = 100 kW
Gerekli enerji:
100 × 3 = 300 kWh
İkinci fabrikanın daha az PCS gücüne ihtiyacı var ama önemli ölçüde daha fazla batarya enerjisine ihtiyaç duyuyor.
Bu yüzden şu tür kurallardan kaçınıyorum:
"Zirve kesme, iki saatlik bir batarya gerektirir."
NREL, ticari depolamayı birden fazla enerji-güç oranında modellemekte ve sürenin doğru bir şekilde tahmin edilmesinin toplam sistem maliyeti için önemli olduğunu vurgulamaktadır.
Yük eğrisi, süreyi seçmelidir.
Kullanılabilir kWh, zirvenin gerçekten gördüğü sayıdır.
Diyelim ki çalışılan örnek şunu gerektiriyor:110 kWh AC.
Ön hazırlık boyutlandırması için varsayalım:
Deşarj yolu verimliliği: %94
Kullanılabilir batarya oranı: %90
Sonra:
Kullanılabilir kapasite tahsisinden önceki batarya enerjisi = 110 ÷ 0.94 ≈ 117 kWh
Ön hazırlık isim plakası enerjisi = 117 ÷ 0.90 ≈ 130 kWh
Bu nedenle teorik bir minimum yaklaşık130 kWhbu varsayımlar altında.
130 kWh'lik bir sistem sipariş etmem.
Hala dikkate almamız gerekenler var:
gelecek bozulma
tahmin hatası
zirve değişkenliği
sıcaklık düşüşü
minimum rezerv SoC
şarj fırsatı
ve bataryanın toparlanmadan önce başka bir zirve olup olmayacağı.
Yukarıdaki varsayımlar çalışılmış bir örnektir, Ruibit/Dawnice ürün spesifikasyonları değildir.
NREL'in 2024 ticari BESS kıyaslaması, örneğin, temsilci bir modelleme varsayımı olarak kullanmakta ve verimlilik sınırının her zaman belirtilmesi gerektiğini göstermektedir.%85 dönüşüm verimliliğiBurada sadece yıllık maksimuma bakmayı bırakıyorum.
En Yüksek Zirve Her Zaman En Zor Zirve Değildir
Bu, sadece yıllık maksimuma bakmayı bıraktığım yer.
Diyelim ki:
Zirve A: 15 dakika boyunca 760 kW
Zirve B: 2.5 saat boyunca 680 kW
600 kW hedefi ile:
Zirve A gerektirir:
160 kW × 0.25 h = 40 kWh
Zirve B gerektirir:
80 kW × 2.5 h = 200 kWh
Zirve A, PCS gereksiniminin daha fazla kısmını belirler.
Zirve B, batarya enerjisi üzerinde daha fazla yük bindirir.
Bu nedenle, genellikle en az şunları ararım:
en yüksek zirve
hedefin üzerindeki en uzun zirve
tekrarlanan zirveler
mevsimsel zirveler
ardışık olaylar
NREL'in zirve azaltma çalışması, hem mevcut batarya enerjisini hem de maksimum inverter gücünü tesis yüküne göre açıkça modellemektedir çünkü her ikisi de ulaşılabilir zirve azaltımını kısıtlamaktadır.
Bir rekor yüksek kW değeri, bir boyutlandırma çalışması değildir.
Talep Limiti de Ekonomik Bir Değişkendir
Neden 600 kW?
Neden 550 kW değil?
Hedef ne kadar derin olursa, yük eğrisinin o kadar fazla kısmı eşik değerinin üzerine çıkar.
Varsayalım ki, limiti 600'den 550 kW'a düşürmek gereken batarya enerjisini iki katına çıkarıyor ama sadece yılda 4,000 $ daha tasarruf sağlıyor.
O ek batarya kendini asla amorti etmeyebilir.
NREL, talep ücretlerinin ticari BESS ekonomik geçerliliğinin özellikle önemli bir göstergesi olduğunu bulmuştur.
Bu nedenle, birkaç talep sınırını test edeceğim:
| Hedef | PCS Gereksinimi | Kullanılabilir Enerji Gereksinimi | Yıllık Talep Tasarrufu |
|---|---|---|---|
| 650 kW | Hesapla | Hesapla | Hesapla |
| 600 kW | Hesapla | Hesapla | Hesapla |
| 550 kW | Hesapla | Hesapla | Hesapla |
Doğru hedef, mutlaka en düşük teknik olarak ulaşılabilir talep değildir.
Genellikle, batarya maliyetinin bir sonraki artışının zirve azaltımının değerinden daha fazla olduğu noktadır.Batarya, öğleden sonraki zirveyi kaldırdıktan sonra, ne zaman şarj olur?.
Şarj, İyi Bir Zirve Kesimi Tasarımını Bozabilir
Eğer fabrika, üretim yüksekken hemen 160 kW ile şarj olursa, BESS başka bir talep zirvesi oluşturabilir.
Bu nedenle EMS'nin koordine etmesi gerekir:
Bu nedenle EMS'in koordine etmesi gerekiyor:
site yükü
batarya SoC
şarj gücü
bir sonraki beklenen zirve
tarife penceresi
NREL'in depolama sevk çalışması, farklı hedeflerin farklı şarj/boşaltma davranışları üretebileceği için zirve azaltma kontrolünü fiyat sinyali sevkinden ayırır.
Gerçek bir Ruibit/Dawnice C&I teklifi için mühendislik ekibine şunları sağlamalıyım:tam aralık yük profili, tarife, trafo kapasitesi, talep hedefi ve mevcut şarj penceresi, sadece istenen batarya kWh değil.
Tutmak İstediğim Boyutlandırma Kuralı
İlk aşama zirve azaltma tasarımı için:
Gerekli PCS Gücü = Maksimum (Site Yükü − Talep Limiti)
Hedefin üzerindeki her aralık için:
Zirve Azaltma Enerjisi = Σ[(Site Yükü − Talep Limiti) × Aralık Süresi]
Sonra gerekli AC enerjiyi projenin gerçek:
verimliliği
kullanılabilir SoC penceresi
değişim izni
sıcaklık koşulları
rezerv gereksinimi
Son olarak, tasarımı tam yük veri seti boyunca simüle edin.
Son adım önemlidir.
Ticari bir BESS, Excel'de en kötü 15 dakikayı geçirdiği için doğru boyutlandırılmamıştır.
Doğru boyutlandırılmıştır, çünkü gerçek zirve dizisi boyunca seçilen talep limitini tekrar tekrar tutabilir, başka bir zirve oluşturmadan yeniden şarj olabilir ve onu satın almayı haklı çıkaran ekonomik hedefi karşılayabilir.
Talep limitinin üzerindeki yük yüksekliğinden PCS gücünü boyutlandırın. O limitin üzerindeki alandan kullanılabilir kWh'yi boyutlandırın. Fabrikanın yük eğrisi—standart bir batarya süresi değil—geri kalanını belirlesin.
SSS
1. Zirve kesimi için ticari bir BESS'i nasıl boyutlandırırsınız?
HesaplaTalep limitinin üzerindeki maksimum yükten PCS gücünü hesaplayın, ardından o limitin üzerindeki tüm yük aralıklarının süresi ve şekli ile batarya enerjisini hesaplayın.
2. Zirve kesimi BESS kapasitesi neden yalnızca en yüksek kW zirvesinden boyutlandırılamaz?
En yüksek zirve gücü belirler, ancak mutlaka enerjiyi değil. Kısa bir 160 kW'lık zirve, birkaç saat boyunca sürdürülen 80 kW'lık bir azaltmadan daha az batarya kapasitesi gerektirebilir.
3. Aralık yük verilerinden zirve kesimi enerjisini nasıl hesaplayabilirsiniz?
Talep limitinin üzerindeki her aralık için hesaplayın:
Enerji = (Site Yükü − Talep Limiti) × Aralık Süresi
Sonra, tam zirve etkinliği boyunca enerji gereksinimlerini ekleyin.
4. Kullanılabilir kWh ile batarya isim plakası kapasitesi arasındaki fark nedir?
Kullanılabilir kWh, zirve kesimi için gerçekten mevcut olan enerjidir. İsim plakası kapasitesi ayrıcaSoC sınırları, dönüşüm kayıpları, bozulma payı, sıcaklık koşulları ve rezerv gereksinimlerini de dikkate almalıdır..
5. Aşırı boyutlandırılmış bir BESS, zirve kesimi ekonomisini iyileştirebilir mi?
Zorunlu değil. Daha düşük bir talep hedefi, daha fazla PCS gücü ve/veya batarya enerjisi gerektirir, ancak ek talep ücreti tasarrufları, ek sistem maliyetini haklı çıkaramayabilir. Ekonomik hedef, teknik boyutlandırma ile birlikte optimize edilmelidir.
