1 Výkonová akumulace. Průběhy elektrických veličin pro denní diagram jsou na následujícím obrázku.

Transkript

1 1 Výkonová Cílem této varianty je eliminovat náhlé změny dodávaného výkonu např. při přechodu oblačnosti přes FVE. Poměr výkonu a kapacity baterie je větší nebo roven 1, jedná se tedy o výkonový typ. Průběhy elektrických veličin pro denní diagram jsou na následujícím obrázku. Činitel výkonu Napětí obr. 1-1 Vybraný denní diagram činného výkonu. Na obr. 1-2 je pro ilustraci uvedeno, jaké dynamické změny výkonu FVE mohou nastat a jak je tím ovlivněno napětí v místě připojení. Špičkový výkon FVE je 40 kwp. Na obr. 1-2 je zachycen stav FVE, kdy výkon dosahuje v krátkých intervalech téměř jmenovitých hodnot, pro zbylý interval je výkon nízký. Opačný stav ilustruje obr Vyhodnocením maximální změny výkonu a napětí během 15 minut lze získat pro průběh z obr. 1-2 procentní vyjádření vůči jmenovité hodnotě viz. obr. 1-3.

2 Výkon Napětí obr. 1-2 Dynamické změny výkonu a napětí FVE I 40 kwp bez. Změna napětí Změna výkonu obr. 1-3 Změny výkonu a napětí FVE I 40 kwp bez pro interval 15 min. a vztažené k jmenovité hodnotě FVE. Maximální změna výkonu během 15 minut vztažená k jmenovité hodnotě je 84,5 %. Akumulace tedy musí být dimenzována na jmenovitý výkon FVE.

3 Akumulace slouží jednak k zachycení krátkodobých výkonových špiček během jinak nízké produkce výkonu, ale také naopak k pokrytí propadů výkonu při normální dodávce. Pracovní stavy FVE s výkonovou viz. obr. 1-4: 1. Řídící systém pracuje s a FVE během denního cyklu v několika fázích viz obr Během prvního pracovního stavu, kdy je výkon FVE malý a účiník nízký, je celý výkon FVE použit pro nabíjení baterie. 2. Při zvýšení výkonu nad nastavenou mez, přechází systém do druhé fáze. Výkon FVE je použit pro nabíjení baterie a zbylá část je dodána do sítě. Nabíjecí výkon je řízen tak, aby energie baterie byla dostačující při náhlém výpadku FVE. S rostoucím výkonem FVE se tedy zvyšuje i akumulovaná energie a to tak, aby baterie byla schopna dodat při výpadku aktuální výkon.předpokládaná energetická účinnost nabíjení je 0,9. 3. Při rychlém poklesu výkonu FVE je výkon systému dodávaný do sítě hrazen z baterie. Výkon systému je řízen podle velikosti a délky trvání změny a podle stavu nabití baterie. Při déle trvajícím výpadku FVE je výkon systému postupně snižován. Pokud se obnoví dodávka energie FVE je výkon systému zvyšován, přičemž výkonové špičky jsou tlumeny a použity pro nabití baterie. 4. Při dlouhodobém poklesu výkonu FVE je baterie odpojena. Pokud je energie baterie dostačující, baterie se již nenabíjí. Rychlé poklesy výkonu FVE jsou hrazeny baterií. 5. Při poklesu výkonu FVE pod nastavenou mez, je energie z části hrazena baterií. Energie baterie je snížena na nastavenou hladinu. Snížení energie baterie je nezbytné pro zajištění schopnosti akumulovat případné výkonové špičky FVE v následujícím dni.

4 FVE s FVE s Energie baterie Výkon baterie obr. 1-4 FVE s výkonovou.

5 Využitím naměřených dat pro období od do byla provedena simulace provozu FVE s. V následující tabulce jsou průměrné a maximální hodnoty FVE I v provozu s v1 pro uvedený interval. tab. 1-1 Parametry FVE I 40 kwp s. Max. hodnota dodané energie do sítě (kw h) 259,4 Průměrná hodnota dod. výkonu (kw) 13,5 Maximální výkon (kw) 32,5 Prům. časový úsek dodávky P>0 (hh:mm) 13:03 Baterie max. nabíjecí výkon (kw) 24,2 Baterie max. vybíjecí výkon (kw) 27,3 Baterie max. akumlovaná energie (kw h) 20 V tab. 1-2 jsou maximální hodnoty 15 minutových změn napětí a výkonů pro samostatně pracující FVE I 40 kwp a systém s. tab. 1-2 Vypočtené hodnoty FVE I 40 kwp. FVE I P N 40(kW) Datum dp FVE 15min (%) du 15min (%) Maximální hodnoty ,5 7,0 Z vypočtených hodnot pro FVE I 40 kwp je patrné, že změny výkonu FVE jsou až 85% z jmenovitého výkonu během 15 minut. Tyto změny výkonu jsou jak při výpadku FVE, tak při rychlém najetí na jmenovité parametry. Baterie tedy musí být schopna dodat i akumulovat téměř jmenovitý výkon FVE. Velikost kapacity baterie je závislá na řídícím algoritmu systému. Pro použitý a výše popsaný algoritmus je využívaná energie baterie 20 kw h (FVE I 40 kwp). S ohledem na hloubku vybití a životnost je minimální velikost baterie 30 kwh. tab. 1-3 Vypočtené hodnoty baterie pro FVE I 40 kwp. Typ baterie Li-ion Hloubka vybití baterie cca 65% Životnost 20 let (1 cyklus/den), cca 7000 cyklů Jmenovitý výkon baterie kw 40 Využitelná energie kwh 20 Velikost baterie kwh není uvažována degradace baterie v čase min 30

6 Při použití je špičkový výkon FVE uložen do baterie, dodávaný výkon systému do sítě je bez náhlých změn. Na obr. 1-5 je pro FVE I simulován provoz s pro vybraný denní diagram. Maximální změna výkonu pro provoz s během 15 minut je 18 %. FVE s a) Výkon a s FVE s b) 15 minutové % max změny výkonu bez a s obr. 1-5 Dynamické změny výkonu FVE I při použití. Pro sledované období od do je maximální změna výkonu v průběhu 15 minut 85% P n, při simulovaném provozu s je tato hodnota snížena na 18% P n, což povede k omezení rychlých změn napětí mimo definované limity.

7 tab. 1-4 Simulované hodnoty pro FVE I 40 kwp. FVE I P N 40(kW) Datum dp FVE 15min (%) dp SYS 15min (%) Maximální hodnoty ,5 18,0 V tab. 1-5 jsou uvedeny údaje získané na základě analýzy vzorku naměřených dat. Princip a algoritmus nabíjecích a vybíjecích cyklů je popsán v Příloze. tab. 1-5 Parametry provozních stavů. FVE I FVE I. Průměrný počet vybíjecích cyklů 33 Průměrná délka vybíjení za den (h:m) 2:12 Průměrný vybíjecí výkon (kw) 5,4 Celková denní vybíjecí energie (kwh) 11,8 Průměrná hloubka vybití baterie za den (kwh) 8,1 Max. hodnota výkonu baterie (kw) 32,5 Max. hloubka vybití baterie za den (kwh) 18,9