エネルギー貯蔵システムのグリッド追従およびグリッド形成技術は 2 つの異なる動作モードを表しており、電力システムにおける役割、機能特性、およびアプリケーション シナリオに大きな違いがあります。
違い
系統接続方式：
どちらもインバータを介して系統に接続されていますが、動作原理が異なります。グリッドに接続された機器は、外部電力グリッドによって提供される電圧基準に依存して、自身の出力を同期させる電流源として動作します。また、グリッド構築機器は電圧源のようなもので、外部の電力グリッドのサポートなしで安定した電圧と周波数を独立して形成できます。
安定性への貢献:
系統接続エネルギー貯蔵は主に安定した系統環境で動作し、電圧や周波数のサポートを提供する機能はありません。それどころか、グリッドベースのエネルギー貯蔵は、グリッド障害時にも負荷に電力を供給し続け、ローカル電力グリッドの安定性と信頼性の維持に役立ちます。
アプリケーションシナリオ:
系統追従型は安定性が高く、低コストで導入が容易な大規模送電網での使用に適しています。グリッド タイプは、分散型発電システム、マイクログリッド、または遠隔地でのアプリケーション、特に迅速な応答や短期間の高い過負荷容量が必要な状況でのアプリケーションにより適しています。
メリットとデメリット
ネットワークの種類に従ってください
利点: シンプルで信頼性の高い構造、初期投資コストが低い。既存の電力インフラに簡単に統合できます。
短所: 電力網のサポート機能が欠如しており、電力網が不安定な場合に独立して運用を維持することができません。
ネットワークの種類
利点: 電力網を独立して構築し、電圧と周波数のサポートを提供します。特に予期せぬ状況に対処する場合に、より強い柔軟性と適応力を持ちます。
短所: 比較的複雑な技術要件があり、初期投資が大きく、設計と実装の難易度も高くなります。
例
ネットワークの例に従ってください
500kW/1MWhのリチウム電池エネルギー貯蔵システムが中国南部の工業団地に設置されました。このシステムは、PCS（電力変換システム）に続くグリッドを採用しており、主にピークカット、バレーフィル、およびスムーズな新エネルギー出力に使用されます。このプロジェクトでは、エネルギー貯蔵システムが太陽光発電所と結合され、電力網に接続されます。 EMS制御システムによる協調制御により、パーク全体の電力経済を最適化します。
ネットワーク構築タイプの例
中国国家電力網公司は、2024年のエネルギー貯蔵グリッド制御とグリッド接続試験に関する報告書を発表し、グリッド型エネルギー貯蔵システムの一次周波数調整、慣性応答、減衰制御などの重要な性能指標が検証されたと述べた。実際のテスト。
たとえば、周波数調整テストでは、グリッド型エネルギー貯蔵システムは優れた動的応答速度を実証し、ミリ秒以内に有効電力出力を調整できるため、電力網が周波数安定性を迅速に回復できるようになります。
パラメータの比較
系統接続 PCS: 通常、出力電力が系統条件に大きく影響される電流源特性によって特徴付けられ、従来の系統環境でのエネルギー管理に適しています。典型的なアプリケーションは、上記の場合の 500kW/1MWh リチウム電池エネルギー貯蔵システムです。その主なタスクは、電力網の変化に追従し、スムーズなエネルギー交換を確保することです。
グリッド タイプ PCS: 電圧源特性を示し、出力電圧と周波数をアクティブに調整し、グリッドが中断された場合でも電力供給の継続を維持できます。この種のシステムには、発電側の出力変動時に有効電力・無効電力を直接調整できる電力同期制御方式など、より高度な制御アルゴリズムや技術が搭載されていることが多いです。
グリッド追従エネルギー貯蔵技術とグリッド形成エネルギー貯蔵技術の制御戦略には根本的な違いがあり、それらがグリッドとどのように相互作用するか、グリッドの変化に対応するか、およびそれらが提供するサービスの種類に反映されます。
2 つの技術的制御戦略の具体的な違いは次のとおりです。
制御目標
系統追従制御: その核心は電力網の状態に従うことです。つまり、インバータは電力網の電圧と周波数に従って出力を調整します。この制御方法では、インバータは電流源とみなされ、可能な限り多くの電気エネルギーを系統に注入し、系統に障害が発生した場合には自動的に切断して自身を保護します。したがって、系統追従制御の主なタスクは、既存の電力系統の枠組み内で新エネルギーの利用を最大化することです。
グリッドタイプ制御: 従来の同期発電機の動作をシミュレートし、ローカル電力網の電圧および周波数レベルをアクティブに確立および維持することを目的としています。これは、外部電力網のサポートがなくても、グリッド型インバータが安定した電力供給環境を形成できることを意味します。グリッド型インバータは本質的に、内部電圧パラメータ信号を通じて電圧と周波数を出力する電圧源です。これらは独立して動作することも、他の電源と並行して動作することもできます。
応答メカニズム
系統追従制御: 基準信号の提供を外部電力系統に依存しているため、系統追従インバータは、障害や異常な変動が発生した場合に系統に効果的なサポートを提供できない可能性があり、自己保護の目的で切断を選択する場合があります。たとえば、低電圧ライドスルー (LVRT) または高電圧ライドスルー (HVRT) 条件下では、系統接続インバーターは、機器の損傷を避けるために、出力電力を迅速に下げるか、さらには発電を完全に停止する必要があります。
グリッドタイプ制御: より強力な「ライドスルー」機能により、電力網の障害時に継続的に動作し、必要な短絡電流を注入したり、システムに運動エネルギーを放出したりして、電圧と周波数の安定性を回復することができます。これにより、グリッド タイプ インバータは、マイクログリッドや遠隔地での独立した電源システムなど、高いグリッド安定性が必要なアプリケーションにより適しています。
サービスの特徴
ネットワーク追従制御: 主に、ピークカットとバレーフィリング、断続的なエネルギー出力の平滑化などのエネルギー管理を行います。このタイプのアプリケーションは通常、グリッド自体が潜在的な不安定性を吸収するのに十分な慣性と強度を備えている大規模な電力網環境で発生します。 。
グリッド タイプ制御: エネルギー管理に加えて、高速電圧サポート、慣性応答、一次周波数調整などを含む (ただしこれらに限定されない) 重要な補助サービスも提供します。これらの機能は、システムの短絡電流レベルを改善するために重要です。そして電力網の回復力を強化します。
制御アルゴリズム
ネットワーク追従制御: 一般に、最大電力追跡 (MPPT) アルゴリズムを使用して新エネルギーの最大利用効率を確保し、同時にフェーズ ロック ループ (PLL) テクノロジーと連携して電力網との同期を実現します。
グリッド タイプ制御: ドループ制御や仮想同期機 (VSG) などの高度なアルゴリズムに依存し、同期発電機の動的動作を模倣して電力システムの過渡プロセスに適切に適応します。
