Wiodąca pozycja Kehua w zakresie magazynów energii kształtujących sieć

Według raportu Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) fotowoltaika przyciągnęła w 2023 r. rekordowe inwestycje o wartości 480 mld dolarów¹ – więcej niż w przypadku wszystkich innych technologii wytwarzania energii razem wziętych – podczas gdy od 2021 r. inwestycje w energetykę węglową spadły o 40 proc. Oczywiste jest, że udział energii odnawialnej w systemie elektroenergetycznym znacznie wzrasta. Jednakże energia odnawialna nie ma cech bezwładności i generatorów synchronicznych. Przeciwdziałanie zakłóceniom, zdolność przeciążeniowa, regulacja częstotliwości i napięcia oraz inne aspekty są w jej przypadku daleko niewystarczające. Ciągły dopływ nowej energii spowoduje duże wahania częstotliwości, niską bezwładność, wysoką zmienność i szereg nierozstrzygniętych problemów w sieci.

Wprowadzenie na temat magazynów energii grid-forming

Biorąc pod uwagę, że konwencjonalne metody „radzenia sobie” nie są już wystarczające, aby rozwiązać problemy sieciowe, pojawiło się nowe rozwiązanie w zakresie technologii magazynowania energii. Wykorzystuje ono falowniki magazynujące energię jako platformę i koncentruje się na funkcji „grid-forming” w celu budowy synchronicznych źródeł energii, zapewniających wsparcie bezwładności i napięcia sieci elektroenergetycznej.

Zasada działania magazynów energii grid-forming

Magazynowanie energii typu grid-forming jest rozwiązaniem problemów związanych z bezpieczeństwem i stabilnością sieci wynikających z „podwójnych szczytów” w systemie elektroenergetycznym. „Podwójny szczyt” odnosi się do wysokiego udziału energii odnawialnej i dużego udziału urządzeń energoelektronicznych, co zwiększa trudność regulacji systemu i podnosi wymagania dotyczące aktywnego wsparcia ze źródeł zasilania. Rozwiązanie to wykorzystuje technologię wirtualnego generatora synchronicznego w celu wzmocnienia sieci poprzez odtworzenie zachowania i wydajności silników synchronicznych. Umożliwia szybką regulację częstotliwości i napięcia, zwiększa bezwładność i zdolność zwarciową oraz tłumi wahania częstotliwości. Może pracować zarówno w trybie on-grid, jak i off-grid.

Bariery i wyzwania techniczne

Na całym świecie magazynowanie energii typu grid-forming uważane jest za najnowocześniejszą technologię, która jednak stawia wysokie bariery techniczne. Obecnie tylko nieliczni producenci magazynów energii posiadają możliwości techniczne pozwalające na tworzenie magazynów energii z funkcją grid-forming.

Po pierwsze rozwiązanie grid-forming wymaga technologii sterowania elektronicznymi urządzeniami zasilającymi. W porównaniu z magazynowaniem energii w trybie grid-following magazynowanie energii z funkcją grid-forming wymaga gruntownych zmian w systemach kontroli i zwiększenia zdolności samoadaptacyjnych w scenariuszach obejmujących zakłócenia w sieci. Wymaga to od producentów posiadania możliwości rozwoju technologii energoelektroniki.

Po drugie technologia grid-forming wymaga zarządzania na poziomie stacji, co stanowi wyzwanie dla oprogramowania i analizy sterowania systemem. Po trzecie, wymagane jest dogłębne zrozumienie mechanizmów działania systemów elektroenergetycznych, co wymaga od przedsiębiorstw zajmujących się magazynowaniem energii bogatego doświadczenia i praktyki.

Akumulacja technologii i wiedzy praktycznej przez Kehua

W przeciwieństwie do innych dziedzin, producent magazynów energii, który nie posiada wyżej wymienionych możliwości technicznych, będzie miał wielką trudność, aby w krótkim czasie opracować wysokowydajne i niezawodne rozwiązania w zakresie systemów magazynowania energii typu grid-forming. Jako światowy lider w dziedzinie systemów magazynowania energii firma Kehua od 36 lat nieprzerwanie koncentruje się na dziedzinie energoelektroniki i zgromadziła ponad dziesięcioletnie doświadczenie w mikrosieciach i magazynowaniu energii, szczególnie utrzymując przez kolejne lata wiodący udział rynkowy w sektorze PCS.

Solidne podstawy techniczne, znaczące innowacje technologiczne, niezawodna jakość produktów i praktyczne doświadczenie w dostarczaniu zróżnicowanych rozwiązań dla różnych scenariuszy zastosowań umożliwiły firmie Kehua zgromadzenie rozległej wiedzy i doświadczenia w zakresie podstawowej technologii grid-forming, zastosowań praktycznych i wsparcia sieci.

Firmę Kehua należy uznać za jedną z pierwszych firm zajmujących się badaniami, rozwojem i praktycznym wdrażaniem magazynów energii typu grid-forming. Kehua rozpoczęła badania nad strategiami sterowania wirtualnymi generatorami synchronicznymi dla systemów magazynowania energii już w roku 2018 i w tym samym roku uzyskała połączenie z siecią w trybie źródła napięcia dla falowników magazynujących energię.

W 2019 r. firma Kehua zbudowała mikrosieć w Mikronezji, wykorzystując rozwiązanie topologiczne magistrali prądu stałego z technologią fotowoltaiczną, magazynem energii i silnikiem wysokoprężnym, sprawdzając parametry techniczne produktów Kehua do magazynowania energii w zakresie rozwiązań grid-forming.

W 2020 roku firma Kehua wprowadziła innowacje w technologii równoległej VSG grid-forming, aby zapewnić wsparcie zasilania dla falowników magazynujących energię, a także osiągnęła płynne, niezależne przełączanie obciążenia w projekcie magazynów energii na polu naftowym w zachodnich Chinach, skutecznie obsługując obciążenia.

W 2021 r. PCS firmy Kehua, wykorzystujący technologię sterowania grid-forming, pomógł w realizacji pierwszego w Chinach awaryjnego startu w trybie grid-forming bloku gazowego serii 9E. Miało to miejsce w elektrowni cieplnej w Shenzhen. Wszystkie PCS na miejscu wykonały dwie synchroniczne regulacje fazy i napięcia w warunkach obciążenia, w trybie źródła napięcia, osiągając płynne przełączanie między dwiema różnymi magistralami podczas jednego uruchomienia.

W 2022 r. firma Kehua dostarczyła rozwiązanie w postaci mikrosieci z funkcją grid-forming dla departamentu energii ministerstwa w jednym z krajów na Bliskim Wschodzie. Wykorzystano magazyny energii z funkcją grid-forming w połączeniu z falownikami fotowoltaicznymi i generatorami wysokoprężnymi, dostosowane do charakterystyki słabych sieci.

W 2023 r. firma Kehua objęła wiodącą pozycję w stosowaniu technologii magazynowania energii w trybie grid-forming w projekcie magazynowania energii rzędu 100 MW, zwiększając odporność systemu na zakłócenia i możliwości aktywnego wsparcia sieci. Pod koniec roku Kehua wygrała przetarg na największy na świecie magazyn energii z funkcją grid-forming – o mocy 300 MW i pojemności 1200 MWh w północno-zachodnich Chinach.

W 2024 roku magazyn energii PCS firmy Kehua stał się pierwszym urządzeniem, które przeszło kompleksowe testy wydajności połączenia z siecią magazynu energii typu grid-forming – przeprowadzone przez China Electric Power Research Institute – a jednocześnie pierwszym urządzeniem, które otrzymało certyfikat CQC dla falowników z funkcją grid-forming do magazynowania energii, zdobywając tym samym pozycję prawdziwego lidera w technologii grid-forming.

Technologia magazynowania energii z funkcją grid-forming firmy Kehua wykazała swoją praktyczność i zaawansowanie w wielu projektach na całym świecie. Każde doświadczenie projektowe wpływa na rosnące możliwości Kehua w zakresie rozwoju technologii magazynowania energii typu grid-forming, pomagając firmie w ulepszaniu swoich rozwiązań i przyspieszając wszechstronne zastosowanie technologii magazynowania energii.

¹Międzynarodowa Agencja Energetyczna, „World Energy Investment 2024″

Kehua – materiał sponsorowany