Faktoren wie der niedrige Leistungsfaktor und häufige Probleme mit der Stromqualität wie Oberschwingungen, die während des Betriebs herkömmlicher Ladestationen auftreten, haben den Einbau von Energiespeichern in Ladestationen zur ersten Wahl gemacht.
Was ist ein E Energie S Lagerung C Aufladen S station?
Eine Energiespeicher-Ladestation ist eine intelligente Ladeinfrastruktur, die Photovoltaik-Stromerzeugung, Energiespeichersystem und Ladesäulen für Elektrofahrzeuge integriert. Seine Hauptfunktion besteht darin, eine effiziente Nutzung sauberer Energie und eine stabile Stromversorgung durch Energiespeicherung und optimale Konfiguration zu erreichen.
Im Vergleich zu herkömmlichen einzelnen Ladestationen bietet dieser Stationstyp erhebliche Vorteile, wie z. B. die Ergänzung mehrerer Energiequellen, Energieeinsparung und Umweltschutz, Spitzenlastkappung und Talauffüllung. Im tatsächlichen Betriebsablauf können durch eine Optimierung des Konfigurations- und Dispositionsmanagements wirtschaftliche und soziale Vorteile maximiert werden.
A Vorteil S
S ub-s Szenario von E Energie S Lagerung A Anwendung S In C Aufladen S Station
Auf der Seite der Stromerzeugung sind die Endverbraucher des Energiespeicherbedarfs Kraftwerke. Aufgrund der unterschiedlichen Auswirkungen verschiedener Stromquellen auf das Stromnetz und der dynamischen Diskrepanz zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch aufgrund unvorhersehbarer Lasten gibt es auf der Stromerzeugungsseite viele Arten von Energiespeicherbedarf, darunter sechs Szenarien wie Energiezeitverschiebung, Kapazitätseinheit, Lastverfolgung, Systemfrequenzmodulation, Reservekapazität und Netzanschluss für erneuerbare Energien.
Durch die Energiezeitverschiebung wird eine Spitzenkappung und eine Talauffüllung der Stromlast durch Energiespeicherung erreicht, d. h., das Kraftwerk lädt die Batterie während der Schwachlastzeit der Stromlast und gibt den gespeicherten Strom während der Spitzenlastzeit frei. Darüber hinaus handelt es sich auch um eine Energiezeitverschiebung, um den abgeregelten Wind- und Solarstrom der erneuerbaren Energien zu speichern und dann für die Netzanbindung in andere Zeiträume zu verschieben. Energiezeitverschiebung ist eine typische energiebasierte Anwendung, die keine strengen Anforderungen an die Lade- und Entladezeit, aber breite Anforderungen an die Lade- und Entladeleistung stellt. Allerdings ist die Anwendungshäufigkeit der Energiezeitverschiebung aufgrund der Stromlast der Verbraucher und der Stromerzeugungseigenschaften erneuerbarer Energien relativ hoch, nämlich mehr als 300 Mal pro Jahr.
Aufgrund der unterschiedlichen Stromlast zu verschiedenen Zeiten müssen Kohlekraftwerke über die Möglichkeit verfügen, Spitzenlasten zu regulieren. Daher ist es notwendig, eine gewisse Erzeugungskapazität für entsprechende Spitzenlasten vorzuhalten, wodurch die thermischen Kraftwerke nicht ihre volle Kapazität erreichen können und die Wirtschaftlichkeit des Anlagenbetriebs beeinträchtigt wird. Durch die Verwendung von Energiespeichern kann während Zeiten geringer Stromlast geladen und während Zeiten mit hoher Stromlast entladen werden, um die Spitzenlast zu reduzieren. Durch die Ausnutzung des Substitutionseffekts des Energiespeichersystems werden Kapazitäten von Kohlekraftwerken freigesetzt, wodurch die Auslastung von Wärmekraftwerken verbessert und ihre Wirtschaftlichkeit gesteigert wird. Eine Kapazitätseinheit ist eine typische energiebasierte Anwendung, die keine strengen Anforderungen an die Lade- und Entladezeit, aber breite Anforderungen an die Lade- und Entladeleistung stellt. Aufgrund der Stromlast der Verbraucher und der Stromerzeugungseigenschaften erneuerbarer Energien ist die Anwendungshäufigkeit der Kapazitätszeitverschiebung jedoch relativ hoch und beträgt etwa 200 Mal pro Jahr.
Die Lastverfolgung ist ein Zusatzdienst, der sich dynamisch anpasst, um einen Echtzeitausgleich für die sich langsam und ständig ändernde Last zu erreichen. Die sich kontinuierlich ändernde Last mit langsamer Veränderung kann je nach der tatsächlichen Situation des Generatorbetriebs weiter in Grundlast und Rampenlast unterteilt werden, und die Lastverfolgung wird hauptsächlich auf die Rampenlast angewendet, d. h. durch Anpassen der Ausgabe wird die Rampenrate herkömmlicher Energieeinheiten so weit wie möglich minimiert, sodass ein reibungsloser Übergang zur Dispatch-Anweisungsebene möglich ist. Im Vergleich zu Kapazitätseinheiten erfordert die Lastverfolgung eine höhere Entladereaktionszeit und die entsprechende Zeit muss in Minuten angegeben werden.
Eine Frequenzänderung wirkt sich auf den sicheren und effizienten Betrieb sowie die Lebensdauer der Stromerzeugungs- und Elektrogeräte aus. Daher ist die Frequenzanpassung sehr wichtig. In der traditionellen Energiestruktur wird das kurzfristige Energieungleichgewicht des Stromnetzes durch traditionelle Einheiten (in China hauptsächlich Wärmekraft und Wasserkraft) ausgeglichen, indem auf AGC-Signale reagiert wird. Mit der Netzanbindung neuer Energiequellen haben die Volatilität und Zufälligkeit der Wind- und Solarenergie das kurzfristige Energieungleichgewicht im Stromnetz innerhalb kurzer Zeit verstärkt. Herkömmliche Energiequellen (vor allem Wärmekraft) reagieren aufgrund ihrer langsamen Frequenzmodulation nicht ausreichend auf die Verteilungsanweisungen des Stromnetzes und manchmal kommt es zu Fehlfunktionen, wie beispielsweise einer Rückwärtsanpassung, sodass sie den neuen Bedarf nicht decken können. Im Vergleich dazu ist die Frequenzmodulationsgeschwindigkeit von Energiespeichern (insbesondere elektrochemischen Energiespeichern) hoch und die Batterie kann flexibel zwischen Lade- und Entladezustand umgeschaltet werden, was sie zu einer sehr guten Frequenzmodulationsressource macht.
Im Vergleich zur Lastverfolgung ändert sich die Lastkomponente der Systemfrequenzmodulation in Minuten und Sekunden, was eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit erfordert (im Allgemeinen eine Reaktion im Sekundentakt), und die Anpassungsmethode der Lastkomponente ist im Allgemeinen AGC. Allerdings handelt es sich bei der Systemfrequenzmodulation um eine typische Stromanwendung, die ein schnelles Laden und Entladen in kurzer Zeit erfordert und bei der Verwendung elektrochemischer Energiespeicher eine hohe Lade- und Entladerate erfordert, was die Lebensdauer einiger Batterietypen verkürzt und somit ihre Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt.
Unter Reservekapazität versteht man die aktive Leistungsreserve, die neben der Deckung des erwarteten Lastbedarfs zur Gewährleistung der Stromqualität und eines sicheren und stabilen Betriebs des Systems im Notfall reserviert ist. Im Allgemeinen muss die Standby-Kapazität 15–20 % der normalen Stromversorgungskapazität des Systems betragen, und der Mindestwert sollte der Kapazität der Einheit mit der größten installierten Kapazität im System entsprechen. Da die Reservekapazität für Notfälle vorgesehen ist, ist die jährliche Betriebsfrequenz im Allgemeinen gering. Wird die Batterie ausschließlich als Reservekapazität genutzt, ist die Wirtschaftlichkeit nicht gewährleistet. Um den tatsächlichen Substitutionseffekt zu ermitteln, ist ein Vergleich mit den Kosten der vorhandenen Reservekapazität erforderlich.
Aufgrund der zufälligen und intermittierenden Eigenschaften der Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik ist die Stromqualität schlechter als bei herkömmlicher Energie. Da die Schwankungen bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (Frequenzschwankungen, Leistungsschwankungen usw.) von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden reichen, gibt es sowohl strom- als auch energiebasierte Anwendungen, die im Allgemeinen in drei Typen unterteilt werden können: Energiezeitverschiebung der Energie aus erneuerbaren Energien, Verfestigung der Stromerzeugungskapazität aus erneuerbaren Energien und Glättung der Leistung aus erneuerbaren Energien. Um beispielsweise das Problem der Lichtabweisung bei der Stromerzeugung durch Photovoltaik zu lösen, ist es notwendig, den tagsüber erzeugten Reststrom zu speichern und ihn nachts zu entladen, was zur Energiezeitverschiebung bei erneuerbaren Energien gehört. Aufgrund der Unberechenbarkeit des Windes schwankt die Leistung der Windenergie stark und muss ausgeglichen werden. Daher wird sie hauptsächlich als strombasierte Anwendung genutzt.