تطبيق Bess في توازن الشبكة الكهربائية

المُقدّمة

في ظل التطور السريع للمجتمع التقني الحديث، تعد الطاقة الكهربائية واحدة من أهم مصادر الطاقة. ويرتبط الإمداد المستقر والموثوق به بالطاقة الكهربائية بالإنتاج الطبيعي للمجتمع والحياة اليومية للناس. وفي هذه السنوات، وفي ظل المتطلبات البيئية للحياد الكربوني العالمي، تم تطوير الطاقة المتجددة وربطها بالشبكة لاستخدام الطاقة الكهربائية.

إن هذا يجعل موارد الطاقة أكثر وفرة. ومع ذلك، في الوقت نفسه، فإن التقلبات العالية وعدم اليقين في الطاقة الكهربائية المتصلة بالشبكة، تجعل تشغيل الشبكة تحديًا ومعقدًا للحفاظ على توازن الشبكة. في هذه المرحلة، أصبحت تقنيات موازنة الشبكة القائمة على أنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS) لقد وُلِد هذا المشروع، وهو يوفر حلاً عمليًا لتحقيق حصة عالية من استهلاك الطاقة المتجددة في نظام الكهرباء. كما أنه يجعل إمدادات الكهرباء أكثر موثوقية.

مفهوم BESS

تكوين BESS

المكونات الرئيسية لنظام BESS هي وحدة البطارية، BMS، PCS، EMS، نظام التحكم والمراقبة وغيرها من الإلكترونيات.

عمل نظام BESS

يمكن لنظام BESS موازنة الشبكة عن طريق الشحن عند حمولة منخفضة والتفريغ عند حمولة عالية، مما ينظم العرض والطلب على الطاقة. عندما تكون الشبكة في حمولة منخفضة، سيقوم نظام BESS بشحن الطاقة المخزنة واستخدامها عند الحمل العالي. وعلى العكس من ذلك، بمجرد زيادة الحمل على الشبكة، سيطلق نظام BESS الطاقة الكهربائية المخزنة لموازنة الطلب على الشبكة.

مزايا بيس

مرونة عالية

يتمتع نظام BESS بمرونة عالية، حيث يمكنه ضبط شحن وتفريغ النظام في الوقت الفعلي وفقًا للطلب الحقيقي للشبكة. وفي الوقت نفسه، يمكنه العمل في أوضاع مختلفة.

رد فعل حساس

يمكن لنظام BESS الاستجابة في وقت قصير. كما يمكنه التبديل بين الشحن والتفريغ في غضون مللي ثانية. وبهذه الطريقة، يعمل على تحسين أداء الشبكة بشكل فعال.

صديق للبيئة

بالمقارنة مع توليد الكهرباء التقليدي، لا ينتج نظام BESS أي تلوث أو ضوضاء تقريبًا. ولا ينتج غازات ملوثة ولا مصادر مياه ملوثة، وهو أمر رائع للبيئة. كما أن نظام BESS مفيد جدًا لتحقيق الحياد الكربوني وحماية البيئة الطبيعية.

بائع حلول BESS الموثوق به

تحدث إلى خبيرنا

دور نظام BESS في موازنة الشبكة

تنظيم الحمل

يلعب نظام BESS دورًا رئيسيًا في الحفاظ على تدفق الكهرباء بسلاسة. من خلال مراقبة أحمال الشبكة وتقلب إمدادات الطاقة المتجددة في الوقت الفعلي. يمكنه توضيح مقدار الكهرباء المستخدمة ومقدار الطاقة المتجددة المتاحة. ثم يضبط مقدار الطاقة التي يخزنها ويطلقها لتلبية الاحتياجات الديناميكية للشبكة.

أظهرت الدراسات أن استخدام نظام BESS في شبكات توزيع الكهرباء النشطة غير المتوازنة يمكن أن يساعد في التحكم في الجهد من خلال إدارة كمية الطاقة المرسلة. يساعد هذا في الحفاظ على جهد كل نقطة في الشبكة ضمن النطاق الصحيح. وهذا يعني إنفاق أموال أقل لتشغيل الشبكة وستكون جودة الكهرباء أفضل للجميع.

تحسين استخدام تخزين الطاقة

يعد التكوين الأمثل لنظام BESS أمرًا بالغ الأهمية لتحسين استخدام تخزين الطاقة. من خلال استخدام خوارزميات التحكم الذكية وتقنيات التحليل التنبؤي، يمكن لنظام BESS الشحن بكفاءة عندما تكون الشبكة في ساعة غير الذروة. ثم إطلاقه عندما تكون هناك حاجة إلى قدر كبير من الطاقة للاستخدام.

يمكن أن يؤدي هذا إلى تحقيق استغلال كبير لتخزين الطاقة. كما يمكنه تغيير طريقة شحنه وإطلاقه للطاقة اعتمادًا على كيفية عمل الشبكة وما يحتاجه الناس. يساعد هذا في التأكد من أننا نستخدم تخزين الطاقة لدينا بأكبر قدر ممكن من الكفاءة والحصول على أقصى استفادة من نظام الطاقة لدينا.

التحكم في التردد

إن قدرة الاستجابة السريعة لنظام BESS تجعله أداة فعّالة لتنظيم تردد الشبكة. فعندما ينحرف تردد الشبكة عن القيمة القياسية، يمكن لنظام BESS امتصاص أو إطلاق الطاقة النشطة بسرعة، لموازنة الأمور. لقد حصلت عليه! 

تساعد آلية الاستجابة السريعة هذه في ضمان التشغيل المستقر للشبكة. كما تعمل على تحسين قدرة نظام الطاقة على مقاومة التداخل، مما يضمن بقاء الأضواء مضاءة عند الحاجة إليها.

تحسين جودة جهد الشبكة

يلعب إعداد نظام BESS أيضًا دورًا مهمًا في تحسين جودة الجهد في شبكة الطاقة. من خلال ضبط نظام BESS بشكل صحيح، يمكننا تسوية تقلبات الطاقة، وتقليص الطاقة المفقودة في الشبكة، وتشغيل النظام بأكمله بتكلفة أكثر فعالية. في الوقت نفسه، يمكن لخصائص التشغيل المرنة لنظام BESS أن تخدم بشكل فعال إدارة الجهد في شبكة التوزيع النشطة.

ثانيًا، يمكنه تحسين جودة جهد الشبكة وتحسين موثوقية مصدر الطاقة. من خلال تنظيم الجهد الدقيق وتشغيل شبكة الطاقة المستقرة، يلعب BESS دورًا كبيرًا. مثل تحسين جودة جهد شبكة الطاقة، وتوفير ضمان قوي للتشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة.

الموارد: https://zhuanlan.zhihu.com/p/663676312

ممارسة تطبيق BESS في توازن الشبكة

في الوقت الحاضر، يتم استخدام BESS على نطاق واسع في موازنة شبكة الطاقة وهم يقومون بعمل رائع.

في ألمانيا واليابان وخارجها.

تساهم أنظمة BESS في تحقيق التوازن بين الشبكة والطاقة المتجددة، وتعزيز تطوير الطاقة الخضراء. ويمكن لهذه الأنظمة تعديل الشبكة بشكل أكثر مرونة. كما تعمل على تحسين استهلاك الطاقة المتجددة ومعالجة التقلبات التي تأتي معها. ويمكنها تخزين الطاقة عندما تكون المصادر المتجددة منخفضة وتوزيعها عندما تكون مرتفعة، مما يحافظ على استقرار الشبكة لضمان سيرها بسلاسة.

في أمريكا والصين والعديد من الأماكن الأخرى

يمكن أن تساعد تقنية BESS في إصلاح مشكلات الشبكة عندما تتعطل. فهي تتحرك بسرعة وتؤثر على الطاقة عندما تنقطع الشبكة، وبالتالي تعود إلى وضعها الطبيعي ويظل نظام الطاقة في حالة جيدة.

في بعض الجزر

تستطيع BESS الحفاظ على ثبات الجهد. ولأن هذه الجزر تعتمد على نفسها، فإن الحفاظ على ثبات الجهد أمر صعب بعض الشيء. ولكن BESS تأتي لإنقاذ الموقف! فهي تراقب الجهد طوال الوقت وتتأكد من بقائه ثابتًا. وبهذه الطريقة، يصبح نظام الطاقة أكثر موثوقية.

في بعض أنظمة الشبكة الإقليمية

يحقق نظام BESS تقليل فترات الذروة وتحسين منحنيات أحمال الشبكة وتحسين كفاءة تشغيل الشبكة. يخزن نظام BESS الطاقة خلال فترات الطلب المنخفض ويطلق الطاقة المخزنة خلال فترات الطلب الأقصى. يمكن تقليل فترات ذروة أحمال الشبكة بشكل فعال، مما يخفف من ضغط الشبكة ويحقق تشغيل الشبكة بسلاسة وكفاءة.

التحديات واتجاهات التنمية

تتمتع تقنية BESS بفوائد هائلة. ولكنها لا تزال تواجه سلسلة من التحديات، والتي تواجه بعض المشاكل مثل التكلفة العالية، وعمر الخدمة، وكفاءة الدورة وتأثيرها البيئي. وخاصة في ابتكارات التكنولوجيا. مثل تطوير المزيد من البطاريات الأكثر تقدمًا، والتقدم في تكنولوجيا إعادة تدوير البطاريات، وتكامل الشبكة الذكية. وبمجرد تحسن هذه العيوب، فإن الأداء وخفض التكاليف سيكون لديهما احتمال دفع المزيد من التحسينات.

خلاصة

مع النضج المستمر لتقنيات الطاقة المتجددة، ومع التقدم في تقنيات البطاريات، فإن نظام BESS، باعتباره حلاً تقنيًا مرنًا وفعالًا وصديقًا للبيئة، له تطبيقات واعدة في موازنة الشبكة. وفي المستقبل، سيصبح نظام BESS أكثر ذكاءً وكفاءة. وسيعمل كدعم أساسي لموازنة الشبكة. وتعزيز التطبيق واسع النطاق للطاقة المتجددة. كما سيساهم في التنمية المستدامة للشبكة.

مراجع حسابات

[1] 国家发展改革委 国家能源局关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见[J]. 财会学习, 2024, (09): 1-2.  

[2] المصدر. 如何促进电力供应平稳有序？让储能站上"C位"[N]. 21世纪经济报道، 2024-02-28 (002). DOI:10.28723/n.cnki.nsjbd.2024.000618.   

[3]المصدر:المصدر:المصدر:المصدر:المصدر. 新能源高渗透率下的区域电网发展阶段划分方法研究[J]. 电力大数据, 2023, 26 (08): 32-41. DOI:10.19317/j.cnki.1008-083x.2023.08.004.

[4]الأصل. لا يوجد سبب آخر لذلك. 西安理工大学، 2023. DOI:10.27398/d.cnki.gxalu.2023.001818.   

[5] المصدر. لا يوجد أي مشكلة في هذا الأمر [د]. 西安石油大学، 2023. DOI:10.27400/d.cnki.gxasc.2023.001075.   

[6]المصدر. [د]. 北方工业大学، 2023. DOI:10.26926/d.cnki.gbfgu.2023.000552.   

[7] Yuechao M وShengtie W وGuangchen L وآخرون. استراتيجية موازنة حالة الشحن لوحدات تخزين طاقة البطارية مع دالة موازنة الجهد لشبكة تيار مستمر ثنائية القطب [J]. Applied Energy، 2024، 356

[8]Bhattacharyya R, Singh K, Bhanja K, et al. استخدام إنتاج الهيدروجين الكهربائي وتخزين الطاقة لتحقيق التوازن في شبكة الكهرباء منخفضة الكربون: تقييمات السيناريوهات للهند [J]. الطاقة وتغير المناخ، 2024، 5 100131-.