전력수요는 새로운 성장기에 접어들고 있습니다.
대규모 데이터 센터, 전기 자동차, 고전력 충전 및 산업용 전기화는 전력 시스템에 상당한 새로운 부하를 추가하고 있습니다. 문제는 얼마나 많은 전기가 필요할 뿐만 아니라그 수요가 언제 어디서 나타날지.
새로운 데이터 센터, 산업 생산 라인 또는 충전 허브는 한 위치에서 큰 부하를 생성할 수 있습니다. 지역 변전소, 변압기 및 배전망은 이러한 수요 수준에 맞게 설계되지 않았을 수 있습니다.
전통적인 그리드 확장은 여전히 필수적이지만 새로운 송전선, 변전소 및 연결 업그레이드에는 상당한 투자, 계획, 허가 및 건설 시간이 필요할 수 있습니다. 분산 에너지는 그리드를 대체할 수는 없지만 대규모 인프라가 이를 따라잡는 동안 기업과 지역 네트워크가 수요를 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다.
증가하는 지역 전력 수요가 전력망 확장을 앞지르고 있습니다.
대규모 데이터 센터, 전기 자동차 및 산업용 전기화로 인해 지역 전력 수요가 점점 더 집중되고 있습니다. 고속-충전소, 공장 확장 및 데이터 센터로 인해 변압기와 전력망 연결이 한계에 가까워질 수 있습니다. 그러나 새로운 변전소, 송전선 및 연결 업그레이드에는 수년간의 계획, 승인 및 건설이 필요한 경우가 많습니다. 따라서 문제는 더 많은 전력을 생산하는 것뿐만 아니라 수요, 네트워크 용량 및 타이밍을 일치시키는 것입니다. 분산 에너지 시스템은 이러한 격차를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
지역 분산 에너지 시스템에는 무엇이 포함됩니까?
분산 에너지는 독립적인 장치의 집합이 아닌 통합 시스템으로 가장 잘 작동합니다.
일반적인 상업용 또는 산업용 시스템에는 다음 구성 요소가 포함될 수 있습니다.
1. 옥상 태양광
옥상 태양광 발전 시스템은 소비되는 곳과 가까운 곳에서 전기를 생산합니다.
적절한 지붕 공간을 갖춘 공장, 창고, 상업용 건물 및 데이터 시설의 경우, 현장 태양광 발전은 주간 전력 수입을 줄이고 지역 전력망을 통과해야 하는 전력량을 낮출 수 있습니다.
그러나 태양열 출력은 날씨와 시간에 따라 달라집니다. 현장의 수요 프로필과 정확하게 일치하지 않을 수 있으므로 태양광만으로는 연결-용량 또는 최대-부하 문제를 완전히 해결할 수 없습니다.
수납력과 유연한 하중이 조화를 이루면 그 가치는 더욱 높아집니다.
2. 상업용 및 산업용 에너지 저장
배터리 저장은 생성 시간과 소비 시간을 분리합니다.
태양광 생산량이 많거나 그리드 수요가 상대적으로 낮을 때 충전한 다음, 현장이 전력 한도에 도달하거나 전기 가격이 상승할 때 방전할 수 있습니다.
상업 및 산업 사용자의 경우 스토리지는 다음을 지원할 수 있습니다.
피크 절감
에너지 전환
태양광 자체-소비
백업 전원
충전-부하 지원
전력-품질 관리
변압기 및 피더에 대한 단기{0}} 스트레스 감소
이는 이전 논의와 직접적으로 연결됩니다."에너지 저장 장치가 선택 장비가 아닌 필수 인프라가 된 이유."
스토리지는 태양광 발전만으로는 제공할 수 없는 것을 지역 에너지 시스템에 제공하기 때문에 인프라가 되고 있습니다.전기 사용 시기 제어.
3. 제어 가능한 부하
모든 전기 부하가 고정된 시간에 최대 전력으로 작동해야 하는 것은 아닙니다.
일부 산업 공정, HVAC 시스템, 온수, 냉동 장비, 펌프 및 충전 부하는 허용 가능한 작동 한계 내에서 조정될 수 있습니다.
제어 가능한 부하가 반드시 더 적은 에너지를 소비하는 것은 아닙니다. 대신, 전력 소비 중 일부는 전력망이나 현장에 압력이 가해지는 기간을 벗어나 이동됩니다.
예는 다음과 같습니다:
중요하지 않은-장비를 일시적으로 줄이기
대형 모터의-시동 시작
허용 가능한 온도 범위 내에서 냉각 수요 조정
선택한 충전 세션 지연
수요가 적은 기간에 에너지-집약적인 생산 일정을 계획-
이러한 유형의 수요 유연성은 가능한 모든 피크에 대해 충분한 발전 및 네트워크 용량을 구축하는 것보다 비용이 덜 드는 경우가 많습니다.
4. 전기차 충전시설
충전 인프라는 고립된 부하가 아닌 현장 에너지 시스템의 일부로 취급되어야 합니다.
제어되지 않는 충전을 통해 모든 차량은 연결될 때마다 최대 전력을 끌어낼 수 있습니다. 이는 현장의 정상적인 수요보다 훨씬 높은 피크를 생성할 수 있습니다.
대신 스마트 충전은 다음에 따라 전력을 할당할 수 있습니다.
차량 출발 시간
배터리 충전 상태
충전기 우선순위
태양광 발전 가능
배터리 저장 용량
사이트 연결 제한
전기 가격
차량 창고 또는 대형{0}}트럭 충전소의 경우 이러한 조정을 통해 그리드에서 끌어오는 최대 전력을 크게 줄일 수 있습니다.
양방향 충전은 적합한 애플리케이션에서 추가적인 유연성을 제공할 수 있습니다. 미국 에너지부는 전기 자동차가 태양광 및 기타 분산 자원을 보완하면서 차량{1}}건물 및 차량{3}}그리드 시스템을 통해 건물이나 그리드에 잠재적으로 전력을 공급할 수 있다고 지적합니다.
5. EMS 에너지 관리
에너지 관리 시스템은 별도의 장비를 통합된 지역 에너지 시스템으로 바꾸는 것입니다.
EMS는 발전, 소비, 전기 가격, 배터리 상태, 충전기 수요 및 그리드 제한을 모니터링합니다. 그런 다음 각 통제 가능한 자산을 언제 운영해야 하는지 결정합니다.
실용적인 EMS는 다음을 조정할 수 있습니다.
옥상 태양광 발전
배터리 충전 및 방전
그리드 가져오기 및 내보내기
생산 부하
건물 하중
EV 충전기
백업-전력 보유량
전기 요금-사용 시간-
조정된 제어가 없으면 태양열, 저장 장치 및 충전기가 서로 작동할 수 있습니다. 예를 들어, 차량이 충전되는 동안 피크 기간 동안 배터리는 그리드에서 충전될 수 있습니다.
효과적인 EMS는 이러한 충돌을 방지하고 명확한 우선순위에 따라 사이트를 관리합니다.
6. 그리드 상호작용
분산 에너지 시스템은 일반적으로 더 넓은 전력 네트워크에 연결된 상태로 유지됩니다.
목표는 항상 독립적으로 작동하는 것이 아닙니다. 목표는 그리드와 보다 지능적으로 상호 작용하는 것입니다.
현지 규정 및 기술 조건에 따라 시스템은 다음을 수행할 수 있습니다.
최대 그리드 가져오기 제한
과도한 태양광 수출을 피하세요
유틸리티 수요 신호에 응답
수요반응 제공
백업 용량 유지
그리드-지원 프로그램에 참여하세요
정전 시 일시적으로 마이크로그리드로 작동
미국 에너지부는 가상 발전소를 옥상 태양열, 계량기 배터리, EV, 충전기, 스마트 빌딩, 유연한 상업용 및 산업용 부하와 같은 -뒤에 있는- 자원의 조정된 그룹으로 설명합니다. 이러한 자원을 집계하고 제어하면 전력 공급과 수요의 균형을 맞추고 기존 전력 자산과 유사한 서비스를 제공할 수 있습니다.
분산 에너지가 압력을 줄이는 방법
분산 에너지의 가장 큰 이점은 무제한의 새로운 전기를 생성한다는 것이 아닙니다. 기존 발전량과 네트워크 용량을 보다 효율적으로 활용할 수 있다는 점이다.
조정된 시스템은 여러 가지 방법으로 압력을 줄일 수 있습니다.
- 로컬에서 생성:옥상 태양광은 현장의 주간 그리드 수요의 일부를 줄입니다.
- 시간에 따라 에너지 이동:수요가 낮은 기간에는 저장소 요금이 부과되고{0}}수요가 가장 많은 기간에는 방전됩니다.
- 부하 작동 시기 제어:유연한 장비와 스마트 충전으로 불필요한 동시 수요를 방지합니다.
- 사이트 피크 제한:EMS 제어는 합의된 그리드-수입 한도 내에서 시설을 유지합니다.
- 수출 스트레스 감소:저장 및 부하 제어는 현장 태양광 발전량을 더 많이 흡수합니다.-
- 지원 탄력성:배터리는 짧은 중단 동안에도 중요한 부하를 유지할 수 있습니다.
- 그리드와 조정:사이트는 수동적인 소비자로 작동하는 대신 외부 신호에 응답할 수 있습니다.
이러한 조치는 일부 로컬 업그레이드를 연기하고, 프로젝트 경제성을 개선하거나, 기존 제한 내에서 새로운 부하를 연결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
그러나 결과는 시스템 설계에 따라 크게 달라집니다. 크기가 작은 배터리, 잘못 계획된 충전 일정 또는 취약한 제어 전략은 실질적인 이점을 거의 제공하지 못할 수 있습니다.
간단한 예
최대 그리드 연결이 2MW인 산업 현장을 생각해 보십시오.
정상적인 생산 부하는 1.4MW이다. 그런 다음 회사는 동시에 작동할 경우 추가로 1MW를 추가할 수 있는 여러 개의 고속 충전기를 설치합니다.
제어가 없으면 총 수요는 2.4MW에 도달하여 연결 한도를 초과할 수 있습니다.
지역 에너지 시스템은 다음과 같이 대응할 수 있습니다.
옥상 태양광을 통해 주간 부하의 일부 공급
충전 피크 동안 배터리 저장 장치 사용
일시적으로 충전기 전원 줄이기
엄청난 차량 충전
선택된 비-중요 부하 이동
EMS 제어를 통해 총 그리드 수입량을 2MW 미만으로 유지
시스템은 전기의 필요성을 제거하지 못했습니다. 이는 모든 수요가 동시에 그리드에 도달하는 것을 방지했습니다.
결론
전력 수요 증가는 세계가 필요로 하는 전력량만 증가시키는 것이 아닙니다. 또한 특정 현장과 특정 지역에 새로운 압력을 가하고 있습니다.
데이터 센터에는 크고 안정적인 전원 공급 장치가 필요합니다. 산업 전기화는 새로운 생산 부하를 추가합니다. 전기 자동차와 고전력-충전기는 집중된 피크를 생성합니다. 한편, 전통적인 그리드 확장은 많은 상업 프로젝트가 기꺼이 기다리거나 기다릴 수 있는 것보다 더 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.
옥상 태양광, 상업용 및 산업용 저장 장치, 제어 가능한 부하, 스마트 충전, EMS 제어 및 그리드 상호 작용을 중심으로 구축된 지역 에너지 시스템은 이러한 격차를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
그 목적은 전력망을 교체하는 것이 아닙니다. 이는 사이트를 더욱 유연하고 예측 가능하며 네트워크가 서비스하기 쉽게 만드는 것입니다.
에서 논의한 바와 같이"에너지 저장장치가 선택 장비가 아닌 필수 인프라가 된 이유"스토리지는 이러한 전환의 핵심입니다. 그러나 스토리지는 로컬 발전, 지능형 부하 제어 및 조정된 그리드 상호 작용과 결합될 때 최고의 가치를 제공합니다.
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