Energian varastointijärjestelmä-avustetut uusiutuvan energian verkkoliitäntäratkaisut jaetaan pääasiassa kahteen tyyppiin: AC-rinnakkaisliitäntä ja tasavirtakytkentä.
AC-rinnakkaiskytkentäratkaisu, kuten kuvasta näkyy, viittaa uusiutuvaan energiaan sähköverkkoon{0}}kytkettyihin laitteisiin, kuten aurinkosähköinvertteriin tai tuuliturbiinimuuntimiin, jotka on kytketty energian varastointimuuntimeen (PCS) vaihtovirtaverkon kautta. EMS:n yhtenäisen koordinoinnin ja ohjauksen alaisuudessa se suorittaa toimintoja, kuten huippujen parranajoa ja laaksojen täyttöä, parantaa ennusteen tarkkuutta ja tasoittaa.
AC-rinnakkaiskytkentäjärjestelmien tärkeimpiä etuja ovat yksinkertaiset ja selkeät sähköliitännät laitteiden välillä, toiminnallinen irrotus sekä laitekehitys- ja valmistusprosessien helppo standardointi; Tärkeimmät haitat ovat linjojen ja kytkettyjen laitteiden korkeammat kustannukset, PCS:ltä vaadittava nopeampi ohjauksen vastenopeus ja useiden energiamuunnosten alhaisempi hyötysuhde.
Kytkentäjärjestelmässä voidaan tehokkaasti hyödyntää DC-linkkiä, joka on luontainen useimpiin uusiutuvan energian verkkoon kytkettyihin{0}}sähköntuotantojärjestelmiin, lisäämällä suoraan akkuenergian varastointilaitteita uusiutuvan energian tehomuunnosten vähentämiseksi. Tämä parantaa järjestelmän verkkoliitäntää ja energian varastoinnin tehokkuutta; se myös hyödyntää suoraan olemassa olevia uusiutuvan energian verkkoon kytkettyjä laitteita-ja verkkoliitäntäkanavia, mikä eliminoi vaihtovirtalaitteiden laajentamisen tarpeen ja vähentää laitteiston investointikustannuksia. Ohjausjärjestelmän ja olemassa olevan uusiutuvan energian verkkoon kytketyn-laitteiston välillä on kuitenkin kytkentä, jonka tiiviys riippuu alkuperäisen uusiutuvan energian järjestelmän verkkoliitäntäohjaustavasta.
Esimerkkinä täys-tuuliturbiinin verkkoon-kytketty muuntaja, kuten kuvassa näkyy, se on yleensä AC-DC-AC "takaisin-takaisin-takaisin". Verkko{7}sivumuunnin toimii DC-puolen jännitteensäätötilassa, kun taas turbiinin-puoleinen muunnin toimii tuuliturbiinin tehonsäätötilassa tai vääntömomentin säätötilassa. Nämä kaksi on erotettu toisistaan DC-puolella ja niitä ohjataan itsenäisesti, ja DC-puolella oleva suuri kondensaattoriryhmä toimii puskurina ja irrotusmekanismina. Siksi yhdistämällä tietty BESS-kapasiteetti tasavirtapuolelle integroidun tuuli- ja energian varastointijärjestelmän muodostamiseksi verkkoon kytkettyä tuuliturbiinin tehoa voidaan hallita hyvin ja energiaa voidaan siirtää ajan myötä ilman, että sillä on merkittävää vaikutusta tuuliturbiinijärjestelmään, erityisesti tuuliturbiinin muuntimen ohjaukseen.
Sen perusohjausperiaate on seuraava: Paikallinen ohjain asettaa toimintatilan, kuten huippujen ajon ja laakson täytön, parantaa ennustetarkkuutta tai tasoitusta, ja integroi verkon lähetystiedot generoidakseen kokonaisverkko{0}}kytketyn tehokohdekomennon ∑P* tuuli{1}}varastojärjestelmälle tietyllä hetkellä; se valvoo tuuliturbiinin sähköntuotantoa PEIja energian varastointijärjestelmän tilan reaaliajassa, sekä laskee ja generoi kattavasti energiavarastojärjestelmän lataus- ja purkuohjauskomennon P*BESS:
BESS ohjaa tuuliturbiinia DC/DC-muuntimen kautta seuraamalla P*BESSkäskee saavuttaa energian varastoinnin ja vapautumisen tuuliturbiinin muuntimen tasavirtapuolen ja akun välillä; verkko{0}}puolen muunnin toimii tasasuuntaajatilassa stabiloimalla DC-puolen jännitteen Vde saavuttaakseen tuuliturbiinin verkkoon liitetyn kokonaistehon ∑P:
Kun energian varastointijärjestelmän SOC on kriittisessä ylilataustilassa, paikallisen ohjaimen on myös rajoitettava lähtökomentoa P*NEtuuliturbiinin tehosta ajastamalla tuuliturbiinin pääohjain, jotta tuuliturbiinin teho{0}}rajoitettu toiminta toteutuu.
Ohjausjärjestelmän yksinkertaistettu kaavio on esitetty kuvassa. Vdcja Uruudukkovastaavat tuuliturbiinin muuntimen DC--sivujännitteen ja verkon vaihejännitteen tehollisia arvoja; minäBEss, Idc, INE, ja minäruudukkovastaavat energian varastointijärjestelmän lataus- ja purkausvirtaa, tuuliturbiinin verkko-sivumuuntimen tasavirtaa (virtaa virta-sivuväylän kondensaattoripankista verkkoon-sivumuuntimen IGBT-siltavarrelle), tuuliturbiinin koneen tasavirtaa-siltakoneen sivumuuntimesta{{4}. DC-puoleinen väyläkondensaattoripankki) ja tuuliturbiinin verkko-verkkoon kytketty virta-puoleinen muuntaja (eli tuulivarastointijärjestelmän{10}}verkkoon kytketty kokonaisvirta).
Kaksoissyöttö{0}}induktiogeneraattori (DFIG) tuulivoimaloissa sähköntuotantojärjestelmä (PNE) koostuu sekä roottorin- että staattorin-puoleisesta lähtötehosta, mikä paikallisen ohjaimen on otettava kattavasti huomioon laskeessaan energian varastointijärjestelmän tehokäskyä.
Voidaan nähdä, että tuuli-varastojärjestelmässä sekä verkon-sivumuunnin että turbiinin-sivumuunnin säilyttävät alkuperäisen DC-puolen jännitteensäätötilan ja turbiinin-puolen tehonsäätötilan ilman, että ohjausalgoritmiin tarvitsee tehdä muutoksia. Tuulen varastojärjestelmän tilatietojen oikea-aikainen ja tarkka hankkiminen on kuitenkin ratkaisevan tärkeää paikalliselle ohjaimelle, jotta se voi saavuttaa yhtenäisen hallinnan energian varastointijärjestelmää ja päätuuliturbiinin ohjausjärjestelmää.
Ohjauskaavio rinnakkaiselle aurinkosähkö{0}}tasavirtamuistijärjestelmälle on esitetty kuvassa. Tämä ohjausjärjestelmä ei vaikuta aurinkosähköinvertterin toimintaan, sillä se toimii aina energian varastointijärjestelmän huippu-kuormitustilassa tai lyhytaikaisessa-teho{4}}rajoitustilassa. Energian varastointijärjestelmä yhdessä paikallisen ohjaimen kanssa suorittaa nopean tehonsäädön pitääkseen aurinkosähkötallennusjärjestelmän verkkoon kytketyn-tehon{7}} sallitun ohjausvirheen kaistanleveyden sisällä.
Uusien energialähteiden verkkoliittämisen avustaminen on BESS:n (Balanced Energy Storage System) erittäin tärkeä sovellusalue. Ohjausaika-asteikon näkökulmasta tämä voidaan jakaa tunnin huippu-täyttöön ja minuutti-ennusteen tarkkuuden parantamiseen ja vaihteluiden tasoittamiseen. Edellinen hyödyntää täysin olemassa olevan verkon kapasiteettia uusien energialähteiden vastaanottamiseksi ja vähentää...
Uusiutuvan energian verkkoliitännän avustaminen on Baseline Energy Saving System (BESS) -järjestelmän tärkeä sovellusalue. Aikataulun näkökulmasta tämä voidaan jakaa tuntikohtaiseen huippuparranajoon ja laakson täyttöön sekä minuuttitason-parannuksiin ennusteen tarkkuudessa ja vaihteluiden tasoittamiseen. Edellinen on merkittävä nykyisen verkon uusiutuvan energian kapasiteetin täysimääräiseen hyödyntämiseen, perinteisten yksikkövarantojen vähentämiseen tai uusiutuvan energian pitkittyneen supistumisen välttämiseen. Jälkimmäinen yhdessä uusiutuvan energian tuotannon ennustetekniikoiden kanssa parantaa uusiutuvan energian verkkoyhteyden suunnittelua ja jakelua, lisää verkkoystävällisyyttä ja vähentää verkon nopean taajuuden säätöresurssien käyttöä.
Käytännön projekteissa huippuparranajo- ja laaksojen täyttösovellukset vaativat BESS-järjestelmiä, jotka pystyvät varastoimaan tai vapauttamaan useita tunteja sähköä, mikä edellyttää suuria-kapasiteetin akkuyksiköitä. Nykyisissä liiketoimintamalleissa pelkkä tämän toiminnon käyttäminen on usein epätaloudellista tai siihen liittyy merkittävä riski taloudellisen hyödyn kausiluonteisesta vähenemisestä. Uusiutuvan energian tuotannon ennustetarkkuuden ja BESS-tehonsäätöalgoritmien jatkuvan parantamisen ansiosta on kuitenkin täysin mahdollista integroida minuutti-tason BESS-avusteisia uusiutuvan energian verkkoliitäntätoimintoja huippujen parranajo- ja laaksojen täyttöprojekteihin. Tämä mahdollistaa kattavien sovellusten toteuttamisen EMS:n tai paikallisen ohjaimen yhtenäisen hallinnan alaisina, joko aika-tai samanaikaisesti, mikä parantaa projektin yleistä taloudellista tehokkuutta. Lisäksi, kun otetaan huomioon tehon ja kapasiteetin määritysvaatimukset ennusteen tarkkuuden ja tasoitustoimintojen parantamiseksi, useimmat näistä sovelluksista sisältävät matalan-tehon ja korkean Siksi näiden toimintojen lisäämisellä on suhteellisen rajallinen vaikutus olemassa olevien huippu{12}}parranajo- ja laakson{13}täyttöprojektien kokoonpanoon, mikä tekee siitä teknisesti mahdollista.