Dyzelinių generatorių ir energijos kaupimo sistemų bendradarbiavimas yra svarbus sprendimas, siekiant pagerinti patikimumą, ekonomiškumą ir aplinkos apsaugą šiuolaikinėse energetikos sistemose, ypač tokiose situacijose kaip mikro tinklai, atsarginiai energijos šaltiniai ir atsinaujinančiosios energijos integravimas. Toliau pateikiami bendradarbiavimo principai, privalumai ir tipiniai abiejų taikymo scenarijai:
1. Pagrindinis bendradarbiavimo metodas
Piko skutimasis
Principas: Energijos kaupimo sistema įkraunama mažo elektros energijos suvartojimo laikotarpiais (naudojant pigią elektros energiją arba dyzelinių variklių perteklinę energiją) ir iškraunama didelio elektros energijos suvartojimo laikotarpiais, taip sutrumpinant dyzelinių generatorių veikimo laiką su didele apkrova.
Privalumai: sumažina degalų sąnaudas (apie 20–30 %), sumažina įrenginio nusidėvėjimą ir pailgina techninės priežiūros ciklus.
Sklandus išėjimas (spartos greičio valdymas)
Principas: Energijos kaupimo sistema greitai reaguoja į apkrovos svyravimus, kompensuodama dyzelinio variklio užvedimo delsos (paprastai 10–30 sekundžių) ir reguliavimo vėlavimo trūkumus.
Privalumai: Išvengia dažno dyzelinių variklių užvedimo ir stabdymo, palaiko stabilų dažnį / įtampą, tinka tiekti energiją tiksliajai įrangai.
Juodasis startas
Principas: Energijos kaupimo sistema tarnauja kaip pradinis energijos šaltinis, leidžiantis greitai užvesti dyzelinį variklį, taip išsprendžiant tradicinių dyzelinių variklių, kuriems užvesti reikia išorinio maitinimo, problemą.
Privalumas: Pagerina avarinio maitinimo patikimumą, tinka elektros tinklo gedimo atvejais (pvz., ligoninėse ir duomenų centruose).
Hibridinė atsinaujinančios energijos integracija
Principas: Dyzelinis variklis derinamas su fotovoltine / vėjo energija ir energijos kaupimu, siekiant stabilizuoti atsinaujinančios energijos svyravimus, o dyzelinis variklis veikia kaip atsarginis.
Privalumai: degalų taupymas gali siekti daugiau nei 50 %, todėl sumažėja anglies dioksido išmetimas.
2. Pagrindiniai techninės konfigūracijos aspektai
Komponentų funkciniai reikalavimai
Dyzelinis generatorius turi palaikyti kintamo dažnio veikimo režimą ir prisitaikyti prie energijos kaupimo įkrovimo ir iškrovimo grafiko (pvz., energijos kaupimas turi jį perimti, kai automatinis apkrovos sumažinimas yra mažesnis nei 30 %).
Energijos kaupimo sistema (BESS) teikia pirmenybę ličio geležies fosfato baterijų (ilgaamžių ir labai saugių) ir maitinimo tipų (pvz., 1C-2C) naudojimui, kad būtų galima susidoroti su trumpalaikėmis smūginėmis apkrovomis.
Energijos valdymo sistema (EVS) turi turėti daugiarežimę perjungimo logiką (prijungta prie tinklo / neprijungta prie tinklo / hibridinė) ir dinaminius apkrovos paskirstymo algoritmus.
Dvikrypčio keitiklio (PCS) atsako laikas yra mažesnis nei 20 ms, todėl užtikrinamas sklandus perjungimas, siekiant išvengti dyzelinio variklio atvirkštinės galios.
3. Tipiniai taikymo scenarijai
Salos mikrotinklas
Fotovoltinė + dyzelinis variklis + energijos kaupimas, dyzelinis variklis užsiveda tik naktį arba debesuotomis dienomis, todėl degalų sąnaudos sumažėja daugiau nei 60 %.
Atsarginis maitinimo šaltinis duomenų centrui
Energijos kaupimo sistema teikia pirmenybę kritinių apkrovų palaikymui 5–15 minučių, o užvedus dyzelinį variklį, maitinimo šaltinis dalijamasi, kad būtų išvengta trumpalaikių elektros energijos tiekimo sutrikimų.
Mano maitinimo šaltinis
Energijos kaupimas gali susidoroti su smūginėmis apkrovomis, tokiomis kaip ekskavatoriai, o dyzeliniai varikliai stabiliai veikia didelio efektyvumo diapazone (70–80 % apkrovos greitis).
4. Ekonominis palyginimas (1 MW sistemos pavyzdys)
Pradinė konfigūracijos plano kaina (10 000 juanių) Metinės eksploatavimo ir priežiūros išlaidos (10 000 juanių) Kuro sąnaudos (l/metus)
Grynas dyzelinis generatorius 80-100 25-35 150000
Dyzelinas + energijos kaupimas (30 % didžiausio efektyvumo) 150–180 15–20 100000
Perdirbimo ciklas: paprastai 3–5 metai (kuo didesnė elektros energijos kaina, tuo greitesnis perdirbimas)
5. Atsargumo priemonės
Sistemos suderinamumas: dyzelinio variklio reguliatorius turi palaikyti greitą galios reguliavimą energijos kaupimo intervencijos metu (pvz., PID parametrų optimizavimo metu).
Saugos apsauga: siekiant išvengti dyzelinio variklio perkrovos dėl per didelio energijos kaupimo, reikia nustatyti griežtą įkrovos būsenos (SOC) išjungimo tašką (pvz., 20 %).
Politikos parama: Kai kurie regionai teikia subsidijas hibridinei „dyzelinio variklio + energijos kaupimo“ sistemai (pvz., Kinijos 2023 m. naujai energijos kaupimo bandomajai politikai).
Tinkamai sukonfigūravus dyzelinių generatorių ir energijos kaupimo sistemą, galima pereiti nuo „grynojo atsarginio maitinimo“ prie „išmaniojo mikro tinklo“, o tai yra praktiškas sprendimas pereinant nuo tradicinės energijos prie mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančių energijos šaltinių. Konkretų projektą reikia išsamiai įvertinti atsižvelgiant į apkrovos charakteristikas, vietines elektros energijos kainas ir politiką.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 22 d.
