O armazenamento de energia está ganhando popularidade como um importante complemento às fontes de energia renováveis.Entre os sistemas de armazenamento de energia, o armazenamento de energia comercial e industrial e o armazenamento de energia em escala de utilidade pública são duas soluções notáveis que surgiram nos últimos anos.No entanto, eles possuem diferentes cenários de aplicação e recursos técnicos.Este artigo irá elaborar as diferenças entre esses dois tipos de sistemas de armazenamento de energia em múltiplas dimensões.
AplicativoCenários de interação
O armazenamento de energia C&I é aplicado principalmente ao auto-abastecimento de energia de usuários comerciais e industriais, que inclui fábricas, edifícios, data centers, etc. O objetivo é reduzir a tarifa de eletricidade de pico para os usuários e melhorar a confiabilidade do fornecimento de energia.
O armazenamento de energia em escala de serviço público é aplicado principalmente no lado da rede.O objetivo é equilibrar a oferta e a demanda de energia, regular a frequência da rede e alcançar a regulação do vale de pico.Também pode fornecer capacidade ociosa e outros serviços de regulação de energia.
Capacidade
A capacidade de armazenamento de energia C&I está geralmente na faixa de várias dezenas a centenas de quilowatts-hora, dependendo principalmente do tamanho da carga do usuário e da demanda tarifária.A capacidade dos sistemas C&I de ultragrande escala geralmente não excede 10.000 kWh.
A capacidade de armazenamento de energia em escala de serviço público varia de vários megawatts-hora a várias centenas de megawatts-hora, correspondendo à escala e às demandas da rede.Para alguns grandes projetos ao nível da rede, a capacidade de um único local pode atingir centenas de megawatts-hora.
Componentes do sistema
·Bateria
O armazenamento de energia C&I requer um tempo de resposta relativamente baixo.Considerando de forma abrangente os custos, ciclo de vida, tempo de resposta e outros fatores, são utilizadas baterias com densidade de energia como prioridade.O armazenamento de energia em escala de serviço público usa baterias focadas na densidade de potência para regulação de frequência.
Na verdade, a maior parte do armazenamento de energia em grande escala também utiliza baterias com densidade de energia como prioridade.Mas, uma vez que necessitam de fornecer serviços auxiliares de energia, os sistemas de baterias das centrais eléctricas de armazenamento de energia têm requisitos mais elevados em termos de ciclo de vida e tempo de resposta.As baterias usadas para regulação de frequência e reserva de emergência precisam selecionar baterias do tipo energia.
·Sistema de gerenciamento de bateria (BMS)
Os sistemas de armazenamento de energia C&I de pequena e média escala podem fornecer à bateria uma variedade de funções de proteção, como sobrecarga, descarga excessiva, sobrecorrente, superaquecimento, subtemperatura, curto-circuito e limitação de corrente.Também pode equalizar a tensão da bateria durante o processo de carregamento, configurar os parâmetros e monitorar os dados através do software de fundo, comunicar-se com diferentes tipos de sistemas de conversão de energia e realizar o gerenciamento inteligente de todo o sistema de armazenamento de energia.
A estação de armazenamento de energia pode gerenciar baterias individuais, conjuntos de baterias e pilhas de baterias de maneira hierárquica.Com base nas suas características, vários parâmetros e estados operacionais das baterias podem ser calculados e analisados para alcançar equilíbrio, alarme e gerenciamento eficaz.Isto permite que cada grupo de baterias produza a mesma saída, garantindo que o sistema atinja o melhor estado operacional e o maior tempo de uso.Isso fornece informações precisas e eficazes sobre o gerenciamento da bateria.Através do gerenciamento de balanceamento de bateria, a eficiência de utilização de energia das baterias pode ser bastante melhorada e as características de carga otimizadas.Ao mesmo tempo, a vida útil das baterias pode ser maximizada para garantir estabilidade, segurança e confiabilidade do sistema de armazenamento de energia.
·Sistema de controle de energia (PCS)
Os inversores utilizados no armazenamento de energia C&I possuem funções relativamente simples, principalmente conversão de energia bidirecional, tamanhos menores e são mais fáceis de integrar com sistemas de baterias.A capacidade pode ser expandida de forma flexível conforme necessário.Os inversores podem se adaptar a uma faixa de tensão super ampla de 150-750 volts, atendendo aos requisitos de conexão em série e paralela de baterias de chumbo-ácido, baterias de lítio, baterias de fluxo e outras baterias, e alcançando carga e descarga unidirecional.Eles também podem combinar diferentes tipos de inversores fotovoltaicos.
Os inversores usados em usinas de armazenamento de energia possuem faixas de tensão CC mais amplas, até 1.500 volts para operação em plena carga.Além da função básica de conversão de energia, eles também precisam ter funções coordenadas pela rede, como regulação de frequência primária, despacho rápido fonte-rede-carga, etc.
·Sistema de Gestão de Energia (EMS)
A maioria dos SGA de sistemas de armazenamento de energia C&I não precisa aceitar despacho de rede.As suas funções são relativamente básicas, necessitando apenas de fazer a gestão de energia local, nomeadamente apoiar a gestão do equilíbrio da bateria, garantir a segurança operacional, apoiar a resposta rápida em milissegundos e alcançar a gestão integrada e o controlo centralizado dos equipamentos do subsistema de armazenamento de energia.
No entanto, o armazenamento de energia à escala dos serviços públicos, como as centrais eléctricas de armazenamento de energia que necessitam de aceitar o despacho da rede, têm requisitos mais elevados para o SGA.Além das funções básicas de gestão de energia, também precisam de fornecer interfaces de despacho de rede e capacidades de gestão de energia para sistemas de micro-redes.Eles precisam suportar múltiplos protocolos de comunicação, ter interfaces de despacho de energia padrão, ser capazes de realizar gerenciamento e monitoramento de energia para cenários de aplicação como transferência de energia, microrredes e regulação de frequência de energia, e apoiar a complementação e monitoramento de múltiplos sistemas, como fontes de energia, redes, cargas e armazenamento de energia.
Figura 1.Diagrama de estrutura do sistema de armazenamento de energia comercial e industrial
Figura 2.Diagrama da estrutura do sistema de armazenamento de energia em escala unitária
Operação e manutenção
O armazenamento de energia comercial e industrial só precisa garantir o uso normal da eletricidade para os usuários, e a operação e manutenção são relativamente simples, sem a necessidade de previsões e agendamentos complexos de eletricidade.
O armazenamento de energia em grande escala deve colaborar estreitamente com o centro de programação da rede, que também precisa de realizar muitas análises preditivas e criar técnicas de carga e descarga.Como resultado, a operação e a manutenção são mais complicadas.
Retornos de investimento
O armazenamento de energia comercial e industrial pode economizar diretamente os custos de eletricidade para os usuários, com curtos períodos de retorno e boa economia.
O armazenamento de energia de baterias em grande escala precisa de participar continuamente nas transações do mercado de energia para obter retornos, com períodos de retorno mais longos.
Em resumo, o armazenamento de energia C&I e o armazenamento de energia em escala de utilidade pública atendem a diferentes usuários finais e têm diferentes modos de operação.Existem diferenças na escala de capacidade, nos componentes do sistema, na dificuldade de operação e manutenção e no retorno do investimento.O campo do armazenamento está mudando rapidamente e acredita-se que a tecnologia das baterias continuará a avançar, trazendo mais possibilidades para nossas vidas e indústrias.
Horário da postagem: 04/08/2023