नयाँ ऊर्जा ऊर्जा उत्पादन, वायु र सौर ऊर्जा द्वारा प्रतिनिधित्व, महत्वपूर्ण ऊर्जा उत्पादन उतार-चढ़ाव र अनिश्चितताहरू प्रदर्शन गर्दछ। दुबै हावा र सौर्य उर्जा आउटपुटहरू स्थानीय मौसम अवस्थाहरूबाट प्रत्यक्ष रूपमा प्रभावित हुन्छन्, पावर आउटपुट स्पाइक्स वा ड्रपहरूको खतरा हुन्छ, जसले पावर प्रणालीको ग्रिड जडान आवृत्तिमा चुनौतीहरू खडा गर्दछ।
पावर उतार-चढाव र अपेक्षाकृत जटिल ग्रिड प्रतिबाधा विशेषताहरूका कारण, ठूलो- मापन केन्द्रीकृत ग्रिड जडान वा अनियमित पावर आउटपुटको सामान्य अवस्थाहरूमा, पावर दोलनहरू हुने सम्भावना हुन्छ, जसले पावर प्रणाली स्थिरता समस्याहरू निम्त्याउँछ। यसले भार र योजनाबद्ध नयाँ ऊर्जा उत्पादन प्रणालीहरूको कार्यसम्पादनलाई व्यापक क्षेत्रमा असर गर्छ, नयाँ ऊर्जा स्रोतहरू एकीकृत गर्ने क्षमतालाई असर गर्नबाट जोगिन प्रणालीमा पर्याप्त रिजर्भ क्षमता आवश्यक हुन्छ, जुन योजना र आर्थिक दक्षता दुवै हासिल गर्न महत्त्वपूर्ण छ।
ऊर्जा भण्डारण र नयाँ ऊर्जा स्रोतहरूको एकीकरण मुख्यतया तीनवटा पक्षहरूमा केन्द्रित छ: पहिलो, छोटो समय अवधिमा ग्रिड-स्तर लोडहरू जारी गरेर, यसले पावर ग्रिडको 10-मिनेट-स्तरको पावर नियमन, छोटो अवधिको उतार-चढ़ावलाई कम गर्दै- विद्यमान ऊर्जा स्रोतहरूलाई पूर्ण रूपमा नयाँ ऊर्जा स्रोतहरूमा जडान गर्न सक्षम बनाउँछ। दोस्रो, नयाँ ऊर्जा उत्पादन पूर्वानुमानहरू समावेश गर्ने मिनेट-स्तर योजनाहरू विकास गरेर, र छोटो-अवधिको दिन-अगाडि विद्युत उत्पादन पूर्वानुमानहरूमा आधारित, यसले प्रभावकारी रूपमा नयाँ ऊर्जा स्रोतहरूलाई अल्ट्रा-छोटो{11}}अवधि शक्ति पूर्वानुमानहरूमा समावेश गर्दछ। यसले ग्रिड भित्र विभिन्न उत्पादन गर्ने एकाइहरूको तर्कसंगत सञ्चालन र समयतालिकामा सुधार गर्छ, द्रुत फ्रिक्वेन्सी नियमन स्रोतहरूको माग घटाउँछ, ग्रिड पूर्वानुमानहरूको शुद्धता र स्थिरता बढाउँछ, र नयाँ ऊर्जा स्रोतहरूमा मिनेट स्तरको वास्तविक-समय उतार-चढ़ावलाई सहज बनाउँछ, सामान्य उत्पादन इकाईको सामान्य सञ्चालनमा प्रभाव कम गर्छ।
पीक सेभिङ र भ्याली फिलिंग
परम्परागत ऊर्जा उत्पादनको तुलनामा, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादनमा यसको उपकरण वा एकाइहरूको अपेक्षाकृत कम उपयोग दर छ। मेरो देशको "तीन उत्तर" क्षेत्रलाई उदाहरणको रूपमा लिँदै, वायु स्रोतको तथ्याङ्क अनुसार, वायु फार्मको कुल उत्पादन यसको कुल स्थापित क्षमताको 60% भन्दा बढी हुने सम्भावना सामान्यतया 5% भन्दा कम हुन्छ। लाइन उपयोगिता सुधार गर्न, लाइन क्षमता योजनाले सामान्यतया वायु उर्जा प्रसारण आवश्यकताको 95% वा वायु फार्महरूको कुल स्थापित क्षमताको 60% पूरा गर्ने लक्ष्य राख्छ। फोटोभोल्टिक्सको लागि अवस्था अझ गम्भीर छ। तसर्थ, अपर्याप्त प्रसारण क्षमताको कारण पवन उर्जाको एक निश्चित प्रतिशत कटौती हुनेछ, र लोड बेमेल (एन्टि-पिक-शेभिङ विशेषताहरू) को कारणले सौर्य ऊर्जा कटौती गरिनेछ।
नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन, यसको अपेक्षाकृत लामो-समय दिनभरि एक घण्टाको आधारमा उतार-चढ़ाव, र साँझ (सामान्यतया 7-10 PM) मा उच्चतम बिजुलीको मागको आगमनले प्रणालीको माथिल्लो र तल तर्फ क्षमता आवश्यकताहरू बढाउनेछ। अर्कोतर्फ, पवन उर्जा अक्सर मध्यरातको वरिपरि पूर्ण उत्पादनमा पुग्छ, जब लोड दिनको सबैभन्दा कम बिन्दुमा हुन्छ। तसर्थ, नवीकरणीय उर्जा उत्पादनको पूर्वानुमान गर्ने अनिश्चितता हटाउन, पावर ग्रिड र परम्परागत उत्पादन गर्ने एकाइहरूले गहिरो चुचुरो सेभिङसँग सम्बन्धित महत्त्वपूर्ण जोखिमहरू वहन गर्नुपर्छ।
पीक शेभिङ र भ्याली फिलिंगले समय-लाइन ट्रान्समिशन क्षमतालाई अधिकतम बनाउन ऊर्जा भण्डारणको विशेषताहरू परिवर्तन गर्छ, लोड प्रवृत्तिसँग मेल खाने आवश्यकतालाई कम गर्छ, र परम्परागत उत्पादन एकाइहरूबाट बढेको र घटेको क्षमताको माग घटाउँछ।
दिइएको दैनिक लोड कर्भ P_l लाई नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन आउटपुट कर्भ P_{NE} सँग जोडेर, हामीले अन्तिम प्रणाली बराबर लोड कर्भ ∑P_i, अर्थात्, ∑P_i=P_l - P_{NE} प्राप्त गर्न सक्छौं। यद्यपि, परम्परागत पावर प्लान्टहरू र पीक{11}}शेभिङ पावर प्लान्टहरूको आउटपुट रेगुलेसन दायरा, र क्षेत्रीय इन्टरकनेक्शन लाइनले बाह्य ग्रिडमा प्रसारण वा प्राप्त गर्न सक्ने अधिकतम शक्ति P_L लाई ध्यानमा राख्दै, ग्रिड जडान गरिएका एकाइहरूको अधिकतम प्रभावकारी पावर P_{max} हो:
P_{अधिकतम}=μ(P_f + P_b + P_L) (3-3)
कहाँ:
एक मात्र ठाउँ तपाईंले घर बाहिर पाउनुहुनेछ
- P_f-शिभिङ एकाइहरूको अधिकतम उत्पादन शक्ति-;
- P_b-पीक शेभिङमा भाग लिन नसक्ने एकाइहरूको न्यूनतम उत्पादन;
- μ-ग्रिड प्रसारण र सञ्चालन दक्षता।
सूत्रमा, C ले शिखर- शेभिङ एकाइको आउटपुट पावर रेगुलेसन गुणांकलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। शक्ति सम्बन्ध चित्रमा देखाइएको छ।
ग्रिड-जडित एकाइहरूको न्यूनतम प्रभावकारी शक्ति P_{min} हो:
न्यूनतम लोड अवधि t₁–t₂ को समयमा, परम्परागत शिखर - शेभिङ एकाइहरू द्वारा आरक्षित डाउनवर्ड रेगुलेसन क्षमता अधिकतम नवीकरणीय ऊर्जा शक्ति P'_{NE} हो जुन ग्रिडले यस अवधिमा स्वीकार गर्न सक्छ, अर्थात्, P'{NE}=P{max} - P_{min} (3-min) दैनिक P_{min} (3-min) आउट गर्नुहोस्। (ऊर्जा भण्डारण बिना, t₁–t₂ को समयमा नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन हावा/सौर कटौती मार्फत मात्र प्राप्त गर्न सकिन्छ)।
यो देख्न सकिन्छ कि ऊर्जा भण्डारण बिना, t₁–t₂ को समयमा नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन मात्र सीमित हुन सक्छ; यद्यपि, ऊर्जा भण्डारणको साथ, t₁–t₂ को समयमा चार्ज गर्ने र t₃–t₄ को समयमा डिस्चार्ज गर्दा प्रभावकारी बराबरको लोड कर्भ ∑P_i लाई P_{min} र P_{max} को दायरा भित्र बदल्छ, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन सीमाहरू र हावा/सौर कटौतीलाई बेवास्ता गर्दै, 'पुनः ऊर्जाको माग बढाउने क्षमतामा सुधार गर्न वा पुन: प्राप्ति गर्न सक्ने क्षमतामा सुधार गर्दछ। रिजर्भ क्षमता, र समग्र प्रणाली दक्षता सुधार। BESS (ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रणाली) को शक्ति P_{BESS} हो:
P_{BESS}=अधिकतम ( P_{min} - ∑P_{min}, ∑P_{max} - ∑P_{max} ) (3-6)
BESS को ऊर्जा E_{BESS} हो:
E_{BESS}=अधिकतम{ μ_c ∫{t₁}^{t₂} (P{min} - ∑P_i) dt , 1/μ_d ∫{t₃}^{t₄} (∑P_i - अधिकतम P{3})
कहाँ:
- μ_c -- ऊर्जा भण्डारण प्रणालीको चार्ज दक्षता;
- μ_d -- ऊर्जा भण्डारण प्रणालीको डिस्चार्जिङ दक्षता।
फराकिलो अर्थमा थप अनुसन्धानले देखाउँछ कि लोड चुचुराहरू र उपत्यकाहरू जुन प्रायः लामो हुन्छ, एक निश्चित क्षमताको ऊर्जा भण्डारण प्रणाली कन्फिगर गर्नाले प्रभावकारी रूपमा शिखर-उपत्यकाको भिन्नता कम गर्न सक्छ, चित्रमा देखाइएको छ।
लोड शिखर- उपत्यका भिन्नताको सुधार स्तर हो:
- जहाँ पीimaxअधिकतम अपेक्षित लोड हो;
- Pimaxन्यूनतम अपेक्षित लोड हो।
ऊर्जा भण्डारण प्रणाली कन्फिगरेसन विधि अघिल्लो एक जस्तै छ र दोहोर्याइने छैन।
भविष्यवाणी शुद्धता सुधार गर्नुहोस्
NBT32011-2013 "फोटोभोल्टिक पावर स्टेशनको पावर भविष्यवाणी प्रणालीको लागि प्राविधिक आवश्यकताहरू" अनुसार, फोटोभोल्टिक पावर स्टेशनको पावर उत्पादन अवधि (सीमित आउटपुटको अवधि बाहेक) छोटो अवधिको भविष्यवाणीको मूल मतलब वर्ग त्रुटि 0.15% भन्दा कम हुनुपर्छ, र 0.15% भन्दा बढी हुनुपर्छ। अल्ट्रा-छोटो अवधिको भविष्यवाणीको चौथो घण्टाको मूल औसत वर्ग त्रुटि ०.१ भन्दा कम हुनुपर्छ, र मासिक पास दर ८५% भन्दा बढी हुनुपर्छ।
"विन्ड फार्म पावर पूर्वानुमान र प्रारम्भिक चेतावनीको प्रशासनका लागि अन्तरिम उपायहरू" अनुसार, वायु फार्मको दैनिक पूर्वानुमान वक्रको अधिकतम त्रुटि 25% भन्दा बढी हुँदैन, वास्तविक-समय पूर्वानुमान त्रुटि 15% भन्दा बढी हुँदैन, र मूल अर्थ वर्ग त्रुटि पूरै दिनको लागि 20% भन्दा कम हुनेछ।
दुबै छोटो-अवधि र अति-छोटो-अवधिको पूर्वानुमानले १५ मिनेटको अन्तरालमा पूर्वानुमान डेटा प्रदान गर्दछ। त्यसकारण, नयाँ ऊर्जा स्रोतहरूको उत्पादनलाई 15 मिनेट अन्तरालहरूमा विभाजन र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, दिनभर 96 नियन्त्रण खण्डहरू। स्वीकार्य नियन्त्रण त्रुटि ब्यान्डविथ ΔP प्रासंगिक पूर्वानुमान प्राविधिक विशिष्टताहरूमा अधिकतम स्वीकार्य त्रुटिको आधारमा स्थापित गरिएको छ। चित्र 3-8 मा देखाइए अनुसार, P(1) र Pe(2) क्रमशः पहिलो र दोस्रो 15-मिनेट अन्तरालहरूको लागि अनुमानित पावर मानहरू हुन्, जबकि AP स्वीकार्य त्रुटि ब्यान्डविथ हो, नयाँ ऊर्जा ऊर्जा उत्पादनको स्थापित क्षमताको 15% मा सेट गरिएको छ।
नयाँ ऊर्जा ऊर्जा उत्पादनको छोटो अवधिको भिन्नता स्मूथिङ
नयाँ ऊर्जा ऊर्जा उत्पादनको परिवर्तनको छोटो समयको दरले ऊर्जा प्रणाली स्थिरताका आवश्यकताहरू पनि पूरा गर्नुपर्छ। नयाँ ऊर्जा ग्रिडको सक्रिय पावर भिन्नताका लागि हालको पावर ग्रिड सीमाहरू - जडान गरिएको पावर उत्पादन तलको तालिकामा देखाइएको छ।
तालिका ३-२: ग्रिड-जडित नयाँ ऊर्जा पावर उत्पादनको लागि सक्रिय पावर परिवर्तनमा सीमाहरू
| नयाँ ऊर्जा पावर स्टेशन (MW) को स्थापित क्षमता | 10 मिनेट (MW) मा सक्रिय शक्ति मा अधिकतम परिवर्तन | 1 मिनेट (MW) मा सक्रिय शक्ति मा अधिकतम परिवर्तन |
|---|---|---|
| < 30 | 10 | 3 |
| 30 ~ 150 | स्थापित क्षमता / 3 | स्थापित क्षमता / 10 |
| > 150 | 50 | 15 |
नवीकरणीय ऊर्जा स्मूथिङ अनुप्रयोगहरूमा, BESS (पावर इक्विप्ड एलिमेन्ट सिस्टम) नवीकरणीय ऊर्जा ऊर्जा उत्पादनलाई भण्डारण गर्न र जारी गर्न प्रयोग गरिन्छ, नवीकरणीय ऊर्जा ग्रिडमा -जडित प्रणालीमा मिनेट-स्तर पावर उतार-चढ़ावलाई दबाउन। यसले सुनिश्चित गर्दछ कि ऊर्जा भण्डारण PBEss (पावर एलिमेन्ट सिस्टम) र नवीकरणीय ऊर्जा Pv (पावर V) को संयुक्त आउटपुट P उतार-चढ़ावले माथि उल्लिखित प्राविधिक आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ, नियन्त्रण समय अन्तराल प्रायः 1 मिनेटमा सेट गरिएको छ। यद्यपि, एल्गोरिदमहरू विपरीत जसले भविष्यवाणी शुद्धतामा सुधार गर्छ, यो दृष्टिकोण मुख्य रूपमा नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादनको शक्ति उतार-चढ़ावहरूमा केन्द्रित हुन्छ। तसर्थ, BESS को विशिष्ट मूल्याङ्कन गरिएको शक्ति चयन गर्दा, तथ्याङ्कीय विश्लेषण र सम्भाव्यता विश्लेषणको लागि डेटा नमूना स्रोत नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादनको मिनेट-स्तर र १०-मिनेट-स्तर सक्रिय शक्ति परिवर्तन हुनेछ।
BESS को शक्ति र क्षमता डिजाइन अझै पनि 80% देखि 90% केसहरूमा स्मूथिंग आवश्यकताहरू पूरा गर्ने लक्ष्य राखेर, विगतको शक्ति परिवर्तनहरूको सम्भावना तथ्याङ्क र ऊर्जा खपतमा संचयी परिवर्तनहरूमा आधारित हुन सक्छ। यहाँ यो दोहोरिने छैन। शक्ति उतार चढाव दायराले माथिका आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ भनेर सुनिश्चित गर्न, दुई मुख्य BESS पावर नियन्त्रण एल्गोरिदमहरू प्रयोग गरिन्छ:
- एउटा हो बिन्दु-द्वारा-बिन्दु सीमित विधि;
- अर्को कम-पास फिल्टरिङ विधि हो।
बिन्दु-द्वारा-बिन्दु सीमा विधि
चित्रलाई उदाहरणको रूपमा लिँदै, नयाँ ऊर्जा उत्पादन P बीचको ठूलो तुलना देखाउँछne(j) विगत १० मिनेटमा j र संयुक्त आउटपुट P(J-n) मा। यो देख्न सकिन्छ कि समयमा (j-3), अर्थात्, P(j-3) र P बीचको परिवर्तनne(j) सबैभन्दा ठूलो हो, र यो 10 मिनेटको अधिकतम भन्दा बढी छ। तुलनाले देखाउँछ कि △P10.
त्यसकारण, १०-मिनेटको पावर उतार चढाव सीमा पूरा गर्नको लागि, BESS को उत्पादन दायरा (चार्जिङको लागि सकारात्मक, डिस्चार्जको लागि नकारात्मक) हो:
कम-पास फिल्टरिङ विधि
सङ्केत प्रशोधनमा फिल्टरिङ सिद्धान्तको आधारमा, चित्रमा देखाइए अनुसार, कम{0}}पास फिल्टरले इनपुट सिग्नलको एम्प्लिच्युड थपेर वा घटाएर आउटपुट सिग्नललाई सहज बनाउँछ। त्यसैगरी, BESS को पहुँचले नयाँ ऊर्जा पावर स्टेशनको आउटपुट पावरको उतार-चढ़ावलाई यसको चार्जिङ र डिस्चार्जिङ नियन्त्रण मार्फत पनि सहज बनाउनेछ, ताकि प्रासंगिक प्राविधिक आवश्यकताहरू पूरा गर्न सकिन्छ।
कुल ग्रिडको अपेक्षित मान -जडित शक्ति ∑P\\sum P∑P द्वारा दिइएको छ:
डेटा डिस्क्रिटाइज गर्नुहोस्, जहाँ t नियन्त्रण अवधि हो, र हामी 1 मिनेट लिन्छौं:
∑P(j)=(τ / (τ + t)) * ∑P(j-1) + (t / (τ + t)) * P_ne(j)
दिइएको ∑P(j)=P_ne(j) - P_bess(j)
P_bess(j)=(τ / (τ + t)) * (P_ne(j) - ∑P(j-1))
P_bess(j)=(τ / (τ + t)) * (∑P(j) - ∑P(j-1))
ग्रिडका अनुसार-जडित पावर उतार चढाव प्राविधिक आवश्यकताहरू, मिनेट- ∑P(j) को स्तर उतार-चढ़ाव दायरा पूरा हुनुपर्छ:
|∑P(j) - ∑P(j-1)| मिनेट भन्दा कम वा बराबर (ΔP_i, 0.1 P_0)
P का लागि गणना सूत्र प्रतिस्थापन गर्दैbess(j) हामीले प्राप्त गर्छौं:
