Nätföljande och nätbildande teknologier för energilagringssystem representerar två olika arbetssätt, som har betydande skillnader i sina roller, funktionella egenskaper och tillämpningsscenarier i kraftsystemet.
Skillnad
Anslutningsmetod för nät:
Båda är anslutna till nätet via växelriktare, men deras funktionsprinciper är olika. Den nätanslutna utrustningen fungerar som en strömkälla och förlitar sig på spänningsreferensen från det externa elnätet för att synkronisera sin egen utgång; Och nätbyggnadsutrustning är som en spänningskälla, som självständigt kan bilda stabil spänning och frekvens utan externt kraftnätsstöd.
Stabilitetsbidrag:
Nätansluten energilagring arbetar huvudsakligen i en stabil nätmiljö och har inte förmågan att tillhandahålla spännings- eller frekvensstöd; Tvärtom fortsätter nätbaserad energilagring att leverera ström till laster under nätavbrott och hjälper till att upprätthålla stabiliteten och tillförlitligheten hos lokala kraftnät.
Applikationsscenarier:
Följande nättyp är lämplig för användning i stora elnät med god stabilitet, med låg kostnad och enkel implementering; Nättypen är mer lämplig för användning i distribuerade kraftgenereringssystem, mikronät eller avlägsna områden, särskilt i situationer där snabb respons eller kortvarig hög överbelastningskapacitet krävs.
Fördelar och nackdelar
Följ nätverkstypen
Fördelar: Enkel och pålitlig struktur, låg initial investeringskostnad; Lätt att integrera i befintlig kraftinfrastruktur.
Nackdel: Brist på stödförmåga för elnätet, oförmögen att självständigt upprätthålla driften vid nätinstabilitet.
Nätverkstyp
Fördelar: Självständigt bygga elnätet, tillhandahålla spännings- och frekvensstöd; Att ha starkare flexibilitet och anpassningsförmåga, speciellt när man hanterar oväntade situationer.
Nackdelar: Relativt komplexa tekniska krav är högre, initialinvesteringen är större och svårigheten att designa och implementera är också större.
Exempel
Följ nätverksexemplet
Ett 500kW/1MWh litiumbatteri energilagringssystem har installerats i en industripark i södra Kina. Systemet använder ett rutnät som följer PCS (Power Conversion System) och används huvudsakligen för peak shaving, dalfyllning och jämn ny energiproduktion. I detta projekt kopplas energilagringssystemet ihop med solcellsstationen och kopplas till elnätet. EMS-styrsystemet används för samordnad styrning för att optimera elekonomin i hela parken.
Exempel på nätverkskonstruktionstyp
State Grid Corporation of China har släppt en rapport om energilagringsnätstyrning och nätanslutningstestning för 2024, som nämnde att nyckelprestandaindikatorer som primär frekvensreglering, tröghetsrespons och dämpningskontroll av energilagringssystemet av nättyp har verifierats genom faktiska tester.
Till exempel, i ett frekvensregleringstest, visade energilagringssystemet av nättyp utmärkt dynamisk svarshastighet, som kunde justera aktiv effekt inom millisekunder, vilket hjälper elnätet att snabbt återställa frekvensstabilitet.
Parameterjämförelse
Nätanslutna PCS: kännetecknas typiskt av strömkällans egenskaper, med uteffekt kraftigt påverkad av nätförhållanden, lämplig för energihantering i konventionella nätmiljöer. En typisk applikation är 500kW/1MWh litiumbatterienergilagringssystem i ovanstående fall, vars huvuduppgift är att följa förändringarna i elnätet och säkerställa ett smidigt energiutbyte.
Nättyp PCS: presenterar spänningskällans egenskaper, kan aktivt justera utspänning och frekvens och upprätthålla strömförsörjningskontinuitet även i händelse av nätavbrott. Dessa typer av system är ofta utrustade med mer avancerade styralgoritmer och tekniker, såsom styrstrategier för effektsynkronisering, som tillåter dem att direkt justera aktiv/reaktiv effekt när uteffekten fluktuerar på kraftgenereringssidan.
Det finns grundläggande skillnader i styrstrategierna för nätföljande och nätbildande energilagringsteknologier, vilket återspeglas i hur de interagerar med nätet, reagerar på förändringar i nätet och de typer av tjänster de tillhandahåller.
De specifika skillnaderna mellan de två tekniska styrstrategierna:
Kontrollmål
Grid following control: Dess kärna är att följa elnätets tillstånd, det vill säga växelriktaren justerar sin uteffekt enligt spänningen och frekvensen på elnätet. Under denna styrmetod betraktas växelriktaren som en strömkälla, som sprutar in så mycket elektrisk energi som möjligt i nätet och automatiskt kopplar ur för att skydda sig själv vid störningar i nätet. Därför är huvuduppgiften för elnätsstyrning att maximera utnyttjandet av ny energi inom det befintliga elnätsramverket.
Styrning av nättyp: syftar till att simulera beteendet hos traditionella synkrona generatorer, aktivt etablera och upprätthålla spännings- och frekvensnivåerna för lokala kraftnät. Detta innebär att även utan externt stöd för elnätet kan växelriktare av nättyp bilda en stabil strömförsörjningsmiljö. Växelriktare av nättyp är i huvudsak spänningskällor som matar ut spänning och frekvens genom interna spänningsparametersignaler. De kan fungera oberoende eller parallellt med andra kraftkällor.
Svarsmekanism
Nätföljande kontroll: På grund av att externa elnät förlitar sig för att tillhandahålla referenssignaler, kanske nätföljande växelriktare inte kan ge effektivt stöd för nätet när fel eller onormala fluktuationer uppstår, och kan välja att koppla från i självskyddssyfte. Till exempel, under förhållanden med låg spänning (LVRT) eller hög spänning (HVRT), måste nätbundna växelriktare snabbt minska uteffekten eller till och med sluta generera elektricitet helt för att undvika att skada utrustningen.
Grid-typkontroll: Med starkare "ride through"-kapacitet kan den kontinuerligt fungera under elnätsfel och injicera nödvändig kortslutningsström eller släppa ut kinetisk energi i systemet, vilket hjälper till att återställa spännings- och frekvensstabilitet. Detta gör växelriktare av nättyp mer lämpade för applikationer som kräver hög nätstabilitet, såsom mikronät eller oberoende strömförsörjningssystem i avlägsna områden.
Serviceegenskaper
Nätverksstyrning: tjänar huvudsakligen energihantering, såsom topprakning och dalfyllning, utjämning av intermittent energiuttag, etc. Denna typ av applikation förekommer vanligtvis i stora elnätsmiljöer, där nätet i sig har tillräcklig tröghet och styrka för att absorbera eventuell instabilitet .
Nätstyrning: Förutom energihantering tillhandahåller den också viktiga hjälptjänster, inklusive men inte begränsat till snabb spänningsstöd, tröghetsrespons, primär frekvensreglering etc. Dessa funktioner är avgörande för att förbättra systemets kortslutningsströmnivå. och förbättra kraftnätets motståndskraft.
Kontrollalgoritm
Nätverksstyrning: Generellt används algoritmen för maximal effektspårning (MPPT) för att säkerställa maximal utnyttjandeeffektivitet för ny energi, samtidigt som den samarbetar med faslåst slinga (PLL) för att uppnå synkronisering med elnätet.
Grid typ kontroll: förlitar sig mer på avancerade algoritmer som Droop Control och Virtual Synchronous Machine (VSG), som efterliknar det dynamiska beteendet hos synkrona generatorer för att bättre anpassa sig till de transienta processerna i kraftsystem.
