Sieć dystrybucyjna jest ostatnim ogniwem systemu elektroenergetycznego, tradycyjnie odpowiedzialnym za dystrybucję energii elektrycznej. Jednak wraz z powszechną integracją rozproszonych źródeł energii odnawialnej, pojawieniem się różnorodnych odbiorów, takich jak pojazdy elektryczne oraz rozwojem rynku energii elektrycznej, model funkcjonowania sieci dystrybucyjnej ulega głębokim zmianom. Ewoluuje od tradycyjnej sieci dystrybucyjnej w punktach końcowych do nowoczesnej sieci dystrybucyjnej zdolnej do interakcji źródło-sieć-obciążenie-magazynowanie. Transformacja ta znajduje odzwierciedlenie nie tylko w zmianach wzorców przepływu mocy, ale także w integracji przepływu mocy, przepływu informacji i przepływu biznesu.

Zmiany w działaniu sieci dystrybucyjnej

Wpływ rozproszonej energii odnawialnej

Szybki rozwój rozproszonej fotowoltaiki (PV) znacząco zmienił tradycyjne wzorce działania systemu elektroenergetycznego. Po pierwsze, wraz ze wzrostem penetracji rozproszonej fotowoltaiki, znaczna ilość energii elektrycznej jest wprowadzana z powrotem do sieci, powodując odwrotne przeciążenia w lokalnych obszarach, liniach niskiego napięcia, a nawet głównych transformatorach w podstacjach systemowych. Po drugie, rozwój rozproszonych fotowoltaiki i sterowalnych obciążeń, takich jak stacje ładowania, zmienił charakterystykę obciążenia systemu elektroenergetycznego, zwiększając zmienność, nieciągłość i losowość wytwarzania energii odnawialnej. Zmiany te znacznie zwiększają trudność regulacji sieci. Wreszcie, szerokie wykorzystanie rozproszonych modułów fotowoltaicznych, stacji ładowania i urządzeń do konwersji częstotliwości stwarza wyższe wymagania dotyczące jakości energii oraz bezpiecznego i stabilnego działania sieci dystrybucyjnej.

Rola magazynowania energii w regulacji i wsparciu

Magazynowanie energii, jako kluczowy zasób regulacyjny, odgrywa kluczową rolę w dostosowaniu i wsparciu sieci dystrybucyjnej. Jest to główny element dostosowania do nowych form sieci dystrybucyjnych. W szczególności magazynowanie energii odgrywa ważną rolę w następujących obszarach:

Sprostanie wyzwaniom integracji rozproszonej energii odnawialnej

1. Magazynowanie energii w zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych po stronie użytkownika: Wykorzystanie możliwości golenia szczytów i wypełniania dolin.

2. Rozproszone magazynowanie energii w węzłach sieci dystrybucyjnej: Integracja magazynowania energii w lokalnych podstacjach i rozdzielniach.

3. Magazynowanie energii po stronie sieci: Instalacja magazynów energii w podstacjach w centrach obciążenia.

4. Nowe modele biznesowe: Badanie mikrosieci i zintegrowanych fotowoltaicznych systemów magazynowania w celu ułatwienia efektywnej lokalnej absorpcji rozproszonej energii odnawialnej, zmniejszając w ten sposób wpływ na sieć dystrybucyjną.

Zwiększanie możliwości dostosowania i elastyczności sieci dystrybucyjnej

Wraz z integracją rozproszonej energii odnawialnej i kontrolowanych obciążeń, takich jak stacje ładowania, zapotrzebowanie na regulacje w sieci dystrybucyjnej wzrosło, a zmienność obciążeń wzrosła zarówno w krótkich, jak i długich okresach. Magazynowanie energii, dzięki elastycznym możliwościom regulacji, może zapewnić przyjazną interakcję i efektywne działanie pomiędzy źródłami, sieciami, odbiorami i magazynami. W regionach o ograniczonych możliwościach dostaw energii realizacja zintegrowanych projektów ładowania za pomocą energii słonecznej może zapewnić, że stacje ładowania ładują system magazynowania w stanie bezczynności i rozładowują zmagazynowaną energię w celu uzupełnienia luk podczas ładowania pojazdów elektrycznych. Dodatkowo, w miarę jak pojazdy elektryczne stają się coraz bardziej powszechne, mogą one odgrywać rolę regulacyjną w sieci dystrybucyjnej dzięki technologii Vehicle-to-Grid (V2G).

Zapewnienie niezawodności działania sieci dystrybucyjnej

Systemy magazynowania energii posiadają zdolność szybkiego reagowania na poziomie milisekund, zapewniając szybkie wsparcie podczas spadków napięcia i częstotliwości w sieci dystrybucyjnej, zwiększając tym samym niezawodność dostaw energii. Co więcej, magazynowanie energii może działać w trybie źródła napięcia i wspierać stabilność stanów przejściowych, wzmacniając niezawodność sieci dystrybucyjnej.

Uczestnictwo w rynku energii elektrycznej i świadczenie usług systemowych

Wraz z rozwojem rynku energii elektrycznej i stopniowym ustanawianiem mechanizmów rynkowych i zysku, przyszłe systemy magazynowania energii po stronie użytkownika będą mogły, przy odpowiednich warunkach pomiaru i wysyłki, niezależnie uczestniczyć w rynku energii elektrycznej. Mogą również oferować usługi dodatkowe, takie jak eliminowanie szczytów, regulacja częstotliwości i regulacja napięcia za pośrednictwem wirtualnych elektrowni, wspierając w ten sposób sieć dystrybucyjną.

Przyszły rozwój sieci dystrybucyjnych

Magazynowanie energii to kluczowa technologia umożliwiająca elastyczną, inteligentną i cyfrową transformację sieci dystrybucyjnych. Integrując się z wielkoskalowymi rozproszonymi źródłami energii odnawialnej i kontrolowanymi odbiorami, takimi jak stacje ładowania, można zbudować sieć dystrybucyjną zdolną do interakcji źródło-sieć-obciążenie-magazynowanie. Skutecznie będzie to sprzyjać absorpcji energii odnawialnej i efektywnej alokacji zasobów. Integracja ta nie tylko poprawia ogólną efektywność i niezawodność systemu elektroenergetycznego, ale także stanowi solidny fundament pod optymalizację przyszłych struktur energetycznych i zapewnienie zdrowego rozwoju rynku energii elektrycznej.

Podsumowując, sieć dystrybucyjna przechodzi od tradycyjnej roli dystrybucji energii do nowoczesnego, wielofunkcyjnego węzła systemu elektroenergetycznego. Zastosowanie technologii magazynowania energii odegra niezastąpioną rolę w tej transformacji, kierując sieć dystrybucyjną w stronę bardziej inteligentnej, wydajnej i zrównoważonej przyszłości.