Cách xác định kích thước hệ thống lưu trữ pin thương mại cho việc giảm tải cao điểm: Giới hạn nhu cầu, đỉnh tải và kWh có thể sử dụng.

Một pin 1 MWh vẫn có thể quá nhỏ cho đỉnh.

Để cắt đỉnh, hãy xác định kích thước của BESS thương mại từ tải trên giới hạn nhu cầu mục tiêu—không phải từ tiêu thụ điện hàng năm hoặc tỷ lệ kWh/kW cố định. Công suất PCS phải bao phủ chiều cao của đỉnh, trong khi năng lượng pin có thể sử dụng phải bao phủ diện tích của đường cong tải trên giới hạn nhu cầu. Sau đó điều chỉnh cho hiệu suất, cửa sổ SoC có thể sử dụng, suy giảm, ràng buộc sạc và khoảng thời gian đo lường nhu cầu của tiện ích.

Phân tích của NREL về các tòa nhà thương mại đạt được kết luận tương tự:hình dạng biểu đồ tải là một yếu tố dự đoán chính về kích thước BESS cần thiết, trong khi cấu trúc phí nhu cầu ảnh hưởng mạnh đến việc dự án có đáng giá kinh tế hay không.

Khi một nhà máy hỏi Ruibit/Dawnice về "500 kWh để cắt đỉnh," tôi sẽ yêu cầu tệp tải theo khoảng thời gian trước khi chọn tủ.

Bắt đầu với Giới hạn Nhu cầu.

Xem xét một nhà máy giả định với dữ liệu đồng hồ 15 phút.

Nhu cầu tối đa đo được: 760 kW

Nhu cầu lưới mục tiêu: 600 kW

Công suất xả BESS yêu cầu tối đa ban đầu là:

Công suất cắt đỉnh = 760 − 600 = 160 kW

Điều đó ngay lập tức cho tôi biết điều gì mà hóa đơn điện hàng tháng không thể.

Một PCS 100 kW không thể hoàn toàn thực thi giới hạn 600 kW, bất kể pin có chứa 200 kWh hay 2 MWh.

Nhưng160 kW không cho tôi biết dung lượng pin.

Để biết điều đó, tôi cần hình dạng của đỉnh.

Một đỉnh và một cao nguyên cần các loại pin khác nhau.

Giả sử tải xung quanh đỉnh trông như thế này:

Năng lượng bên AC yêu cầu khoảng:

E = (20 + 90 + 160 + 120 + 50) × 0.25 = 110 kWh

Vì vậy, đỉnh này yêu cầu khoảng:

Công suất xả tối đa 160 kW

và

Năng lượng bên AC 110 kWh

trước khi tính đến biên thiết kế và tổn thất.

Bây giờ hãy tưởng tượng nhà máy duy trì ở700 kW trong ba giờ.

Giảm yêu cầu:

700 − 600 = 100 kW

Năng lượng cần thiết:

100 × 3 = 300 kWh

Nhà máy thứ hai cần ít công suất PCS hơn nhưng cần nhiều năng lượng pin hơn đáng kể.

Đó là lý do tại sao tôi tránh những quy tắc như:

"Cắt đỉnh yêu cầu một pin hai giờ."

Mô hình lưu trữ thương mại của NREL trên nhiều tỷ lệ năng lượng-đến-công suất và nhấn mạnh rằng việc ước lượng chính xác thời gian là quan trọng đối với tổng chi phí hệ thống.

Đường cong tải nên chọn thời gian.

kWh có thể sử dụng là con số mà đỉnh thực sự thấy.

Giả sử ví dụ đã làm yêu cầu110 kWh AC.

Để xác định kích thước sơ bộ, giả sử:

Hiệu suất đường xả: 94%

Phần trăm pin có thể sử dụng: 90%

Sau đó:

Năng lượng pin trước khi tính toán dung lượng sử dụng = 110 ÷ 0.94 ≈ 117 kWh

Năng lượng tên gọi sơ bộ = 117 ÷ 0.90 ≈ 130 kWh

Do đó, một mức tối thiểu lý thuyết khoảng130 kWhdưới những giả định này.

Tôi sẽ không đặt hàng một hệ thống 130 kWh.

Chúng ta vẫn cần xem xét:

sự suy giảm trong tương lai

lỗi dự đoán

biến động đỉnh

giảm hiệu suất do nhiệt độ

dự trữ SoC tối thiểu

cơ hội sạc lại

và liệu có đỉnh khác xảy ra trước khi pin đã phục hồi.

Các giả định trên là một ví dụ đã làm, không phải thông số kỹ thuật sản phẩm của Ruibit/Dawnice.

Chẳng hạn, tiêu chuẩn BESS thương mại 2024 của NREL sử dụnghiệu suất vòng tròn 85% của NRELnhư một giả định mô hình đại diện, minh họa tại sao ranh giới hiệu suất luôn phải được nêu rõ thay vì âm thầm giả định.

Đỉnh cao nhất không phải lúc nào cũng là đỉnh khó nhất.

Đây là nơi tôi ngừng chỉ nhìn vào mức tối đa hàng năm.

Giả sử:

Đỉnh A: 760 kW trong 15 phút

Đỉnh B: 680 kW trong 2,5 giờ

Với mục tiêu 600 kW:

Đỉnh A yêu cầu:

160 kW × 0,25 h = 40 kWh

Đỉnh B yêu cầu:

80 kW × 2,5 h = 200 kWh

Đỉnh A xác định nhiều hơn yêu cầu PCS.

Đỉnh B gây áp lực hơn lên năng lượng pin.

Vì vậy, tôi thường tìm kiếm dữ liệu khoảng thời gian ít nhất:

đỉnh cao nhất

đỉnh dài nhất trên mục tiêu

các đỉnh lặp lại

các đỉnh theo mùa

các sự kiện liên tiếp

Công việc cắt giảm đỉnh của NREL mô hình hóa rõ ràng cả năng lượng pin có sẵn và công suất tối đa của bộ biến tần so với tải của cơ sở, vì cả hai đều hạn chế khả năng giảm đỉnh đạt được.

Một giá trị kW cao kỷ lục không phải là một nghiên cứu kích thước.

Giới hạn nhu cầu cũng là một biến kinh tế.

Tại sao 600 kW?

Tại sao không phải 550 kW?

Mục tiêu càng sâu, đường cong tải càng di chuyển lên trên ngưỡng.

Giả sử giảm giới hạn từ 600 xuống 550 kW làm tăng gấp đôi năng lượng pin yêu cầu nhưng chỉ tiết kiệm thêm 4.000 đô la mỗi năm trong phí yêu cầu.

Cái pin thêm đó có thể không bao giờ tự trả lại.

NREL phát hiện ra rằng phí yêu cầu là một yếu tố dự đoán đặc biệt quan trọng về khả năng kinh tế của BESS thương mại.

Vì vậy, tôi sẽ kiểm tra một số giới hạn yêu cầu:

Mục tiêu chính xác không nhất thiết là yêu cầu thấp nhất về mặt kỹ thuật có thể đạt được.

Nó thường là điểm màtăng thêm chi phí pin nhiều hơn giá trị giảm đỉnh.

Sạc lại có thể phá vỡ một thiết kế giảm tải cao điểm tốt.

Sau khi pin loại bỏ đỉnh buổi chiều, khi nào nó sẽ sạc lại?

Nếu nhà máy ngay lập tức sạc ở mức 160 kW trong khi sản xuất vẫn cao, BESS có thể tạo ra một đỉnh yêu cầu khác.

Do đó, EMS cần phải phối hợp:

tải trang

trạng thái sạc pin

công suất sạc

đỉnh kỳ vọng tiếp theo

cửa sổ giá

Công việc điều phối lưu trữ của NREL phân biệt điều khiển cắt đỉnh với điều phối tín hiệu giá vì các mục tiêu khác nhau có thể tạo ra hành vi sạc/xả khác nhau.

Đối với một đề xuất thực tế Ruibit/Dawnice C&I, tôi sẽ cung cấp cho đội ngũ kỹ thuậthồ sơ tải đầy đủ, giá cả, công suất biến áp, mục tiêu nhu cầu và cửa sổ sạc có sẵn, không chỉ là kWh pin mong muốn.

Quy tắc kích thước mà tôi sẽ giữ.

Đối với thiết kế cắt đỉnh lần đầu:

Công suất PCS cần thiết = Tối đa (Tải trang − Giới hạn nhu cầu)

Đối với mỗi khoảng thời gian trên mục tiêu:

Năng lượng cắt đỉnh = Σ[(Tải trang − Giới hạn nhu cầu) × Thời gian khoảng thời gian]

Sau đó chuyển đổi năng lượng AC cần thiết thành công suất danh nghĩa của pin bằng cách sử dụng:

hiệu suất

cửa sổ SoC có thể sử dụng

điều chỉnh suy giảm

điều kiện nhiệt độ

yêu cầu dự trữ

Cuối cùng, mô phỏng thiết kế trên toàn bộ tập dữ liệu tải.

Bước cuối cùng đó rất quan trọng.

Một BESS thương mại không được kích thước chính xác vì nó sống sót qua 15 phút tồi tệ nhất trong Excel.

Nó được kích thước chính xác khi nó có thể liên tục giữ giới hạn nhu cầu đã chọn qua chuỗi đỉnh thực tế, sạc lại mà không tạo ra một đỉnh khác, và vẫn đáp ứng mục tiêu kinh tế đã biện minh cho việc mua nó.

Kích thước công suất PCS từ chiều cao của tải trên giới hạn nhu cầu. Kích thước kWh có thể sử dụng từ diện tích trên giới hạn đó. Để đường cong tải của nhà máy—không phải thời gian pin tiêu chuẩn—quyết định phần còn lại.

Câu hỏi thường gặp

1. Làm thế nào để bạn xác định kích thước một BESS thương mại cho việc giảm tải cao điểm?

Tính toáncông suất PCS từ tải tối đa trên giới hạn nhu cầu mục tiêu, sau đó tính toán năng lượng pin từ thời gian và hình dạng của tất cả các khoảng thời gian tải trên giới hạn đó.

2. Tại sao công suất BESS giảm tải cao điểm không thể được xác định chỉ từ đỉnh kW cao nhất?

Đỉnh cao nhất xác định công suất, nhưng không nhất thiết là năng lượng. Một đỉnh ngắn 160 kW có thể yêu cầu ít dung lượng pin hơn so với một sự giảm 80 kW kéo dài trong vài giờ.

3. Làm thế nào để bạn tính toán năng lượng giảm tải cao điểm từ dữ liệu tải theo khoảng thời gian?

Đối với mỗi khoảng thời gian trên giới hạn nhu cầu, tính toán:

Năng lượng = (Tải trang − Giới hạn nhu cầu) × Thời gian khoảng thời gian

Sau đó, thêm các yêu cầu năng lượng cho toàn bộ sự kiện cao điểm.

4. Sự khác biệt giữa kWh có thể sử dụng và công suất danh định của pin là gì?

kWh có thể sử dụng là năng lượng thực sự có sẵn để giảm tải cao điểm. Công suất danh định cũng phải tính đếncác giới hạn SoC, tổn thất chuyển đổi, cho phép suy giảm, điều kiện nhiệt độ và yêu cầu dự trữ..

5. Một BESS quá lớn có thể cải thiện kinh tế giảm tải cao điểm không?

Không nhất thiết. Một mục tiêu nhu cầu thấp hơn yêu cầu nhiều năng lượng PCS hơn và/hoặc năng lượng pin, nhưng khoản tiết kiệm chi phí nhu cầu bổ sung có thể không biện minh cho chi phí hệ thống thêm. Mục tiêu kinh tế nên được tối ưu hóa cùng với kích thước kỹ thuật.