El almacenamiento de energía está ganando popularidad como complemento importante de las fuentes de energía renovables.Entre los sistemas de almacenamiento de energía, el almacenamiento de energía comercial e industrial y el almacenamiento de energía a escala de servicios públicos son dos soluciones notables que han surgido en los últimos años.Sin embargo, tienen diferentes escenarios de aplicación y características técnicas.Este artículo profundizará en las diferencias entre estos dos tipos de sistemas de almacenamiento de energía desde múltiples dimensiones.
AplicaEscenarios de comunicación
El almacenamiento de energía C&I se aplica principalmente al autoabastecimiento de energía de usuarios comerciales e industriales, lo que incluye fábricas, edificios, centros de datos, etc. El objetivo es reducir las tarifas eléctricas de las horas pico para los usuarios y mejorar la confiabilidad del suministro de energía.
El almacenamiento de energía a escala de servicios públicos se aplica principalmente del lado de la red.El objetivo es equilibrar la oferta y la demanda de energía, regular la frecuencia de la red y lograr una regulación en los picos y valles.También puede proporcionar capacidad excedente y otros servicios de regulación de energía.
Capacidad
La capacidad de almacenamiento de energía de C&I generalmente oscila entre varias decenas y cientos de kilovatios-hora, dependiendo principalmente del tamaño de la carga del usuario y de la demanda tarifaria.La capacidad de los sistemas C&I de gran escala generalmente no supera los 10.000 kWh.
La capacidad de almacenamiento de energía a escala de servicios públicos varía desde varios megavatios-hora hasta varios cientos de megavatios-hora, coincidiendo con la escala y las demandas de la red.Para algunos grandes proyectos a nivel de red, la capacidad de un solo sitio puede alcanzar cientos de megavatios-hora.
Componentes del sistema
·Batería
El almacenamiento de energía C&I requiere un tiempo de respuesta relativamente bajo.Considerando de manera integral los costos, el ciclo de vida, el tiempo de respuesta y otros factores, se utilizan baterías con densidad de energía como prioridad.El almacenamiento de energía a escala de servicios públicos utiliza baterías centradas en la densidad de potencia para la regulación de la frecuencia.
De hecho, la mayor parte del almacenamiento de energía a gran escala también utiliza baterías con densidad de energía como prioridad.Pero dado que necesitan proporcionar servicios auxiliares de energía, los sistemas de baterías de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía tienen mayores requisitos de vida útil y tiempo de respuesta.Las baterías utilizadas para la regulación de frecuencia y respaldo de emergencia deben seleccionar baterías de tipo de energía.
·Sistema de gestión de batería (BMS)
Los sistemas de almacenamiento de energía C&I de pequeña y mediana escala pueden proporcionar al paquete de baterías una variedad de funciones de protección, como sobrecarga, sobredescarga, sobrecorriente, sobrecalentamiento, baja temperatura, cortocircuito y limitación de corriente.También puede ecualizar el voltaje del paquete de baterías durante el proceso de carga, configurar los parámetros y monitorear los datos a través del software en segundo plano, comunicarse con diferentes tipos de sistemas de conversión de energía y llevar a cabo una gestión inteligente de todo el sistema de almacenamiento de energía.
La central eléctrica con almacenamiento de energía puede gestionar baterías individuales, paquetes de baterías y pilas de baterías de forma jerárquica.En función de sus características se pueden calcular y analizar diversos parámetros y estados de funcionamiento de las baterías para lograr el equilibrio, las alarmas y una gestión eficaz.Esto permite que cada grupo de baterías produzca la misma salida, asegurando que el sistema alcance el mejor estado operativo y el mayor tiempo de uso.Esto proporciona información precisa y eficaz sobre la gestión de la batería.A través de la gestión del equilibrio de la batería, se puede mejorar enormemente la eficiencia de utilización de energía de las baterías y optimizar las características de carga.Al mismo tiempo, se puede maximizar la vida útil de las baterías para garantizar la estabilidad, seguridad y confiabilidad del sistema de almacenamiento de energía.
·Sistema de control de energía (PCS)
Los inversores utilizados en el almacenamiento de energía C&I tienen funciones relativamente simples, principalmente conversión de energía bidireccional, tamaños más pequeños y son más fáciles de integrar con sistemas de baterías.La capacidad se puede ampliar de forma flexible según sea necesario.Los inversores pueden adaptarse a un rango de voltaje súper amplio de 150 a 750 voltios, cumpliendo con los requisitos de conexión en serie y paralelo de baterías de plomo-ácido, baterías de litio, baterías de flujo y otras baterías, y logrando carga y descarga unidireccional.También pueden combinarse con diferentes tipos de inversores fotovoltaicos.
Los inversores utilizados en las centrales eléctricas de almacenamiento de energía tienen rangos de voltaje de CC más amplios, hasta 1500 voltios para funcionamiento a plena carga.Además de la función básica de conversión de energía, también necesitan tener funciones coordinadas con la red, como regulación de frecuencia primaria, despacho rápido de carga de fuente a red, etc. Tienen una mayor adaptabilidad de la red y pueden lograr una respuesta de energía rápida.
·Sistema de Gestión de Energía (SGA)
La mayoría de los EMS de los sistemas de almacenamiento de energía de C&I no necesitan aceptar el despacho de la red.Sus funciones son relativamente básicas y solo necesitan realizar la gestión de energía local, es decir, respaldar la gestión del equilibrio de la batería, garantizar la seguridad operativa, respaldar una respuesta rápida de milisegundos y lograr una gestión integrada y un control centralizado de los equipos del subsistema de almacenamiento de energía.
Sin embargo, el almacenamiento de energía a escala de servicios públicos, como las centrales eléctricas de almacenamiento de energía que deben aceptar el despacho de la red, tienen requisitos más altos para el EMS.Además de las funciones básicas de gestión de energía, también deben proporcionar interfaces de despacho de red y capacidades de gestión de energía para sistemas de microrredes.Deben admitir múltiples protocolos de comunicación, tener interfaces de despacho de energía estándar, ser capaces de realizar gestión y monitoreo de energía para escenarios de aplicación como transferencia de energía, microrredes y regulación de frecuencia eléctrica, y admitir la complementación y monitoreo de múltiples sistemas como fuentes de energía, redes, cargas y almacenamiento de energía.
Figura 1.Diagrama de estructura del sistema de almacenamiento de energía comercial e industrial.
Figura 2.Diagrama de estructura del sistema de almacenamiento de energía a escala unitaria
Operación y mantenimiento
El almacenamiento de energía comercial e industrial solo necesita garantizar el uso normal de la electricidad para los usuarios, y la operación y el mantenimiento son relativamente simples, sin la necesidad de complejas previsiones y programación de la electricidad.
El almacenamiento de energía a gran escala debe colaborar estrechamente con el centro de programación de la red, que también debe realizar una gran cantidad de análisis predictivos y crear técnicas de carga y descarga.Como resultado, la operación y el mantenimiento son más complicados.
Rentabilidad de la inversión
El almacenamiento de energía comercial e industrial puede ahorrar directamente costos de electricidad a los usuarios, con períodos de recuperación cortos y buena economía.
El almacenamiento de energía en baterías a gran escala debe participar continuamente en las transacciones del mercado energético para obtener rentabilidad, con períodos de recuperación más largos.
En resumen, el almacenamiento de energía C&I y el almacenamiento de energía a escala de servicios públicos sirven a diferentes usuarios finales y tienen diferentes modos de funcionamiento.Existen diferencias en la escala de capacidad, los componentes del sistema, la dificultad de operación y mantenimiento y el retorno de la inversión.El campo del almacenamiento está cambiando rápidamente y se cree que la tecnología de las baterías seguirá avanzando, aportando más posibilidades a nuestras vidas y a nuestras industrias.
Hora de publicación: 04-ago-2023