Cynorthwyo Cysylltiad Grid Ynni Newydd

 

Mae cynhyrchu pŵer ynni newydd, a gynrychiolir gan ynni gwynt a solar, yn arddangos amrywiadau ac ansicrwydd allbwn pŵer sylweddol. Mae'r tywydd lleol yn effeithio'n uniongyrchol ar allbynnau pŵer gwynt a solar, sy'n dueddol o ddioddef pigau neu ostyngiadau allbwn pŵer, gan osod heriau i amlder cysylltiad grid y system bŵer.

Oherwydd amrywiadau pŵer a nodweddion rhwystriant grid cymharol gymhleth, o dan amodau arferol cysylltiad grid canolog ar raddfa fawr neu allbwn pŵer ar hap, mae osgiliadau pŵer yn debygol o ddigwydd, gan arwain at faterion sefydlogrwydd system pŵer. Mae hyn yn effeithio ar lwyth a pherfformiad systemau cynhyrchu ynni newydd arfaethedig ar draws ardal eang, gan olygu bod angen digon o gapasiti wrth gefn yn y system i osgoi effeithio ar y gallu i integreiddio ffynonellau ynni newydd, sy'n hanfodol ar gyfer cyflawni effeithlonrwydd cynllunio ac economaidd.

Mae integreiddio storio ynni a ffynonellau ynni newydd yn canolbwyntio'n bennaf ar dair agwedd: Yn gyntaf, trwy ryddhau llwythi lefel grid dros gyfnodau amser byr, mae'n galluogi rheoleiddio pŵer lefel 10- munud- y grid pŵer, gan liniaru amrywiadau tymor byr a manteisio'n llawn ar allu'r grid presennol i gysylltu â ffynonellau ynni newydd. Yn ail, trwy ddatblygu cynlluniau lefel munud sy'n cynnwys rhagolygon allbwn ynni newydd, ac yn seiliedig ar ragolygon cynhyrchu pŵer tymor byr o flaen llaw, mae'n ymgorffori ffynonellau ynni newydd i bob pwrpas mewn rhagolygon pŵer tymor byr iawn. Mae hyn yn gwella gweithrediad rhesymegol ac amserlennu gwahanol unedau cynhyrchu o fewn y grid, yn lleihau'r galw am adnoddau rheoleiddio amledd cyflym, yn gwella cywirdeb a sefydlogrwydd rhagolygon grid, ac yn llyfnhau amrywiadau amser real munud mewn ffynonellau ynni newydd, gan leihau'r effaith ar weithrediad arferol unedau cynhyrchu confensiynol.

Eillio Brig a Llenwi Cwm

O'i gymharu â chynhyrchu pŵer confensiynol, mae gan gynhyrchu ynni adnewyddadwy gyfradd defnyddio gymharol isel o'i offer neu unedau. Gan gymryd rhanbarth "Tri Gogledd" fy ngwlad fel enghraifft, yn ôl ystadegau adnoddau gwynt, mae'r tebygolrwydd y bydd cyfanswm allbwn fferm wynt yn fwy na 60% o gyfanswm ei gapasiti gosodedig yn gyffredinol yn llai na 5%. Er mwyn gwella'r defnydd o linellau, mae cynllunio capasiti llinell fel arfer yn anelu at ddiwallu 95% o anghenion trawsyrru ynni gwynt neu 60% o gyfanswm cynhwysedd gosodedig ffermydd gwynt. Mae'r sefyllfa hyd yn oed yn fwy difrifol ar gyfer ffotofoltäig. Felly, bydd canran benodol o ynni gwynt yn cael ei gwtogi oherwydd cynhwysedd trosglwyddo annigonol, a bydd pŵer solar yn cael ei gwtogi oherwydd diffyg cyfatebiaeth llwyth (nodweddion gwrth--brig-eillio).

Bydd cynhyrchu ynni adnewyddadwy, gyda'i amrywiadau-tymor cymharol hir fesul awr drwy gydol y dydd, a dyfodiad y galw brig am drydan gyda'r hwyr (7-10 PM yn gyffredinol), yn cynyddu gofynion capasiti'r system i fyny ac i lawr. Ar y llaw arall, mae pŵer gwynt yn aml yn cyrraedd allbwn llawn tua hanner nos, pan fo'r llwyth ar ei bwynt isaf o'r dydd. Felly, er mwyn dileu'r ansicrwydd wrth ragweld cynhyrchu ynni adnewyddadwy, rhaid i'r grid pŵer a'r unedau cynhyrchu confensiynol ddwyn risgiau sylweddol sy'n gysylltiedig ag eillio brig dwfn.

Mae eillio brig a llenwi dyffrynnoedd yn defnyddio nodweddion newid amser storio ynni i wneud y mwyaf o gapasiti trawsyrru llinell, lleihau'r angen i gyd-fynd â thueddiadau llwyth, a lleihau'r galw am gapasiti cynyddol a llai o unedau cynhyrchu confensiynol.

Trwy grynhoi'r gromlin llwyth dyddiol a roddir P_l gyda'r gromlin allbwn cynhyrchu ynni adnewyddadwy P_{NE}, gallwn gael cromlin llwyth cyfatebol terfynol y system ∑P_i, hy, ∑P_i=P_l - P_{NE}. Fodd bynnag, o ystyried ystod rheoleiddio allbwn gweithfeydd pŵer confensiynol a gweithfeydd pŵer eillio brig, a'r uchafswm pŵer P_L y gall y llinell rhyng-gysylltiad rhanbarthol ei drosglwyddo neu ei gael i'r grid allanol, P_{max} pŵer mwyaf effeithiol y grid-unedau cysylltiedig yw:

P_{max}=μ(P_f + P_b + P_L) (3-3)

Lle:

yr unig le y byddwch yn dod o hyd iddo y tu allan i'r cartref

 

 

• P_f-Pŵer allbwn uchaf -unedau eillio brig;
• P_b-Isafswm allbwn unedau na allant gymryd rhan mewn eillio brig;
• μ-Effeithlonrwydd trawsyrru grid a gweithredu.

Yn y fformiwla, mae C yn cynrychioli cyfernod rheoleiddio pŵer allbwn yr uned eillio brig. Dangosir y perthnasoedd pŵer yn y ffigur.

P_{ mun} lleiafswm pŵer effeithiol yr -unedau cysylltiedig â'r grid yw:

Yn ystod y cyfnod llwyth isaf t₁–t₂, y capasiti rheoleiddio ar i lawr a gedwir gan -unedau eillio brig confensiynol yw'r pŵer ynni adnewyddadwy mwyaf P'_{NE} y gall y grid ei dderbyn yn ystod y cyfnod hwn, h.y., P'{NE}=P{max} - P_{min} (3-5) lle mae P_{mun} heb yr allbwn ynni lleiaf posibl yn ystod y cyfnod storio, y gall₂ ynni adnewyddadwy ei storio. dim ond trwy gwtogi gwynt/solar).

Gellir gweld, heb storio ynni, mai dim ond cyfyngu ar allbwn ynni adnewyddadwy yn ystod t₁–t₂; fodd bynnag, gyda storio ynni, mae gwefru yn ystod t₁–t₂ a gollwng yn ystod t₃–t₄ yn symud y gromlin lwyth gyfatebol effeithiol ∑P_i o fewn yr ystod P_{min} a P_{max}, gan osgoi cyfyngiadau allbwn ynni adnewyddadwy a chwtogiad gwynt/solar, gwella gallu amsugno ynni adnewyddadwy, lleihau galw’r grid am gapasiti cyffredinol wrth gefn, a gwella capasiti’r system wrth gefn yn gyffredinol. P_{BESS} pŵer BESS (System Storio Ynni Batri):
P_{BESS}=max( P_{ mun} - ∑P_{ mun}, ∑P_{max} - ∑P_{max} ) (3-6)
E_{BESS} egni BESS yw:

E_{BESS}=max{ μ_c ∫{t₁}^{t₂} (P{ min} - ∑P_i) dt , 1/μ_d ∫{t₃}^{t₄} (∑P_i - P{max} dt)

Lle:

 

• μ_c - Effeithlonrwydd codi tâl y system storio ynni;
• μ_d -- Rhyddhau effeithlonrwydd y system storio ynni.

Mae ymchwil pellach mewn ystyr ehangach yn dangos, ar gyfer brigau llwythi a dyffrynnoedd sy'n aml yn hirfaith, y gall ffurfweddu system storio ynni o gapasiti penodol leihau'r gwahaniaeth yn y dyffryn brig yn effeithiol, fel y dangosir yn y ffigur.

Lefel gwelliant brig llwyth-gwahaniaeth dyffryn yw:

• Lle mae P_imaxyw'r llwyth disgwyliedig uchaf;
• P_imaxyw'r isafswm llwyth disgwyliedig.

Mae dull cyfluniad y system storio ynni yn debyg i'r un blaenorol ac ni chaiff ei ailadrodd.

Gwella cywirdeb rhagfynegiad

Yn ôl NBT32011-2013 "Gofynion Technegol ar gyfer System Rhagfynegi Pŵer Gorsaf Bŵer Ffotofoltäig", dylai gwall sgwâr cymedrig gwraidd rhagfynegiad tymor byr yn ystod cyfnod cynhyrchu pŵer gorsaf bŵer ffotofoltäig (ac eithrio cyfnodau gydag allbwn cyfyngedig) fod yn llai na 0.15, a dylai'r gyfradd basio fisol fod yn fwy na 80%; dylai gwall sgwâr cymedrig gwraidd y bedwaredd awr o ragfynegiad tymor byr ultra- fod yn llai na 0.1, a dylai'r gyfradd basio fisol fod yn fwy na 85%.

Yn ôl y "Mesurau Dros Dro ar gyfer Gweinyddu Rhagolygon Pŵer Ffermydd Gwynt a Rhybudd Cynnar", ni fydd gwall uchaf cromlin rhagolwg dyddiol fferm wynt yn fwy na 25%, ni fydd y gwall rhagolwg amser real yn fwy na 15%, a bydd gwall sgwâr cymedrig gwraidd y rhagolwg ar gyfer y diwrnod cyfan yn llai na 20%.

 

Mae rhagolygon-tymor{0}}byr{1}}byr-byr-yn darparu data rhagolwg bob 15 munud. Felly, gellir rhannu a rheoli allbwn ffynonellau ynni newydd bob 15 munud, gyda 96 o segmentau rheoli trwy gydol y dydd. Mae'r lled band gwall rheoli a ganiateir ΔP wedi'i sefydlu ar sail y gwall mwyaf a ganiateir yn y manylebau technegol rhagweld perthnasol. Fel y dangosir yn Ffigur 3-8, P(1) a Pe(2) yw'r gwerthoedd pŵer a ragwelir ar gyfer y cyfnodau 15 munud cyntaf a'r ail, yn y drefn honno, tra mai AP yw'r lled band gwall a ganiateir, wedi'i osod i 15% o gapasiti gosodedig cynhyrchu pŵer ynni newydd.

Amrywiad-tymor byr yn llyfnhau cynhyrchiant ynni newydd

Dylai'r gyfradd newid amser fer ar gyfer cynhyrchu pŵer ynni newydd hefyd fodloni gofynion sefydlogrwydd y system bŵer. Dangosir y terfynau grid pŵer presennol ar gyfer yr amrywiad pŵer gweithredol o gynhyrchu pŵer sy'n gysylltiedig â'r grid ynni newydd yn y tabl isod.

Mewn cymwysiadau llyfnhau ynni adnewyddadwy, defnyddir y BESS (System Elfennau Offer Pŵer) i storio a rhyddhau cynhyrchu pŵer ynni adnewyddadwy, gan atal amrywiadau pŵer lefel munudau yn y system sy'n gysylltiedig â'r grid ynni adnewyddadwy. Mae hyn yn sicrhau bod amrywiad allbwn P cyfunol y PBEss storio ynni (System Elfen Pŵer) a'r Pv ynni adnewyddadwy (Power V) yn bodloni'r gofynion technegol uchod, gyda'r cyfwng amser rheoli wedi'i osod yn bennaf i 1 munud. Fodd bynnag, yn wahanol i algorithmau sy'n gwella cywirdeb rhagfynegi, mae'r dull hwn yn canolbwyntio'n bennaf ar amrywiadau pŵer allbwn ynni adnewyddadwy. Felly, wrth ddewis pŵer graddedig penodol y BESS, y ffynhonnell sampl data ar gyfer dadansoddiad ystadegol a dadansoddiad tebygolrwydd fydd y newidiadau pŵer gweithredol ar lefel munud a 10 munud o allbwn ynni adnewyddadwy.

Gall dyluniad pŵer a chapasiti BESS fod yn seiliedig o hyd ar ystadegau tebygolrwydd newidiadau pŵer yn y gorffennol a'r newidiadau cronnol yn y defnydd o bŵer, gan anelu at fodloni'r gofynion llyfnu mewn 80% i 90% o achosion. Ni fydd hyn yn cael ei ailadrodd yma. Er mwyn sicrhau bod yr ystod amrywiad pŵer yn bodloni'r gofynion uchod, defnyddir dau brif algorithm rheoli pŵer BESS:

• Un yw'r pwynt-drwy-dull cyfyngu pwyntiau;
• Y dull hidlo-pas isel yw'r llall.

Pwyntio-yn ôl-dull terfyn pwyntiau

 

Gan gymryd y ffigur fel enghraifft, mae’r ffigur yn dangos cymhariaeth fawr rhwng yr allbwn ynni newydd P_ne(j) ar amser j a'r allbwn cyfun P(J-n) dros y 10 munud diwethaf. Gellir gweld ar amser (j-3), hynny yw, y newid rhwng P(j-3) a P_ne( g ) yw’r mwyaf, a’i fod yn fwy na’r uchafswm o 10 munud. Mae'r gymhariaeth yn dangos bod △P₁₀.

Felly, er mwyn bodloni'r terfyn amrywiad pŵer 10 munud, yr ystod allbwn o BESS (cadarnhaol ar gyfer codi tâl, negyddol ar gyfer gollwng) yw:

Dull hidlo-pasio isel

 

Yn seiliedig ar yr egwyddor hidlo wrth brosesu signal, fel y dangosir yn y ffigur, mae'r hidlydd pasio isel yn gwneud y signal allbwn yn llyfnach trwy adio neu dynnu osgled y signal mewnbwn. Yn yr un modd, bydd mynediad BESS hefyd yn sicrhau llyfnhau amrywiad pŵer allbwn yr orsaf bŵer ynni newydd trwy ei reolaeth codi tâl a gollwng, er mwyn bodloni'r gofynion technegol perthnasol.

Rhoddir gwerth disgwyliedig cyfanswm y grid-pŵer cysylltiedig ∑P\\swm P∑P gan:

Discretize y data, lle t yw'r cyfnod rheoli, ac rydym yn cymryd 1 munud:

∑P(j)=(τ / (τ + t)) * ∑P(j-1) + (t / (τ + t)) * P_ne(j)

Wedi rhoi ∑P(j)=P_ne(j) - P_bess(j)

P_bess(j)=(τ / (τ + t)) * (P_ne(j) - ∑P(j-1))

P_bess(j)=(τ / (τ + t)) * (∑P(j) - ∑P(j-1))

Yn ôl gofynion technegol amrywiad pŵer cysylltiedig â'r grid, mae'n rhaid i'r ystod amrywiad lefel munud o ∑P(j) fodloni:

|∑P(j) - ∑P(j-1)| Llai na neu hafal i min(ΔP_i, 0.1 P_0)

Amnewid y fformiwla gyfrifo ar gyfer P_bes(j) rydym yn cael: