Como implantar o sistema de armazenamento de energia de bateria com capacidade instalada apropriada com base no planejamento de modelagem

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Com a proporção de geração de energia de energia renovável no sistema de energia, o sistema de armazenamento de energia de bateria tem sido uma maneira eficaz de lidar com a geração de energia de energia renovável, mas ainda não está claro quanta capacidade instalada a ser implantada pode realmente melhorar a confiabilidade da energia. Quando você perguntou como planejar a implantação de sistemas de armazenamento de energia de bateria na futura combinação de energia, as respostas de empresas de serviços públicos, consultores de planejamento de recursos e pesquisadores: isso depende de situações detalhadas. Suas principais variáveis ​​são as instalações de geração de energia pré-renovável do sistema elétrico e a taxa de penetração de sistemas de armazenamento de energia de bateria.

Entretanto, em futuras combinações de energia dominadas por energia renovável, o planejamento da implantação de sistemas de armazenamento de energia de bateria com capacidade instalada adequada pode revelar os principais insights sobre a confiabilidade do fornecimento de energia dos sistemas de armazenamento de energia. Danielsteinberg, pesquisador sênior do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA (NREL), disse em um seminário virtual realizado na Associação de Energia da Califórnia (CESA) em 22 de maio que os planejadores estão aumentando a confiabilidade na obtenção de sistemas de armazenamento de energia de bateria. Um progresso substancial foi feito. Algum planejamento está melhorando ativamente a tecnologia de armazenamento de energia de curto prazo, enquanto a tecnologia de armazenamento de energia de longo prazo também está em desenvolvimento e detecção.

Bradalbert, vice-presidente executivo da Exporter&39;s Public Administrator APS, disse que a empresa planeja implantar projetos de energia solar + armazenamento de energia em vez de instalações de geração de energia a gás natural e usar diversas abordagens para planejar sua demanda de armazenamento de energia. Ele disse: "Não existe uma maneira perfeita hoje, assim como não podemos prever a mesma epidemia do novo coronavírus em 2020. Portanto, devemos fazer um julgamento do planejamento estratégico.

"Em alguns casos, mais energia renovável pode ser mais econômica do que implantar sistemas de armazenamento de energia. À medida que o custo diminui e os sistemas de energia renovável e armazenamento de energia são cada vez mais usados ​​em sistemas de energia, o valor da confiabilidade do sistema de armazenamento de energia da bateria mudou significativamente. Algumas partes interessadas dizem que essa decomposição precisa pode simplificar decisões de escala, como capacidade de carga efetiva (ELCC).

Mas algumas pessoas acham que esse cálculo não é capaz de substituir o julgamento de especialistas. (Observação: a Capacidade Efetiva de Transporte (ELCC) é um indicador de capacidade de transporte de carga que descreve instalações de geração de energia renovável. Da licitação ao planejamento, embora as empresas de serviços públicos tenham reconhecido há muito tempo o valor do armazenamento de energia por bombeamento, armazenamento de ar comprimido e geração de energia por armazenamento de calor solar agregado, essas tecnologias de armazenamento de energia não se mostraram econômicas nem escaláveis.

Portanto, algumas das atividades de licitação dos EUA voltam a atenção do planejador para o sistema de armazenamento de energia de bateria. A Xcelenergy conduziu uma licitação de energia histórica em 2016 para fazer com que o preço de licitação do projeto de energia eólica + armazenamento de energia fosse tão baixo quanto 21 dólares americanos/MWH, enquanto o preço de licitação do projeto de energia solar + armazenamento de energia é tão baixo quanto US$ 36/MWH. Jasonburwen, vice-presidente do Departamento de Energia dos EUA, disse: "Naquela época, devido ao alto custo do sistema de armazenamento de energia por bateria, os planejadores nem mesmo os incluíram no modelo.

O modelo de plano de recursos de cerca de 80% das empresas de serviços públicos hoje são sistemas de armazenamento de energia de bateria atraentes, e alguns são selecionados puramente de acordo com sua competitividade de custos. Jonathanadelman, vice-presidente de recursos estratégicos e planejamento de negócios, disse que a empresa adotou recentemente o software da Anchorsolutions que pode criar um "valor de arbitragem de capacidade e energia" de vários sistemas de armazenamento de energia de bateria em vários cenários. mofo.

ADELMAN destacou que a Xcelenergy está modelando o sistema de armazenamento de energia da bateria para cada hora do sistema de armazenamento de energia da bateria adotando esta nova ferramenta. A empresa construiu um sistema de armazenamento de energia em bateria de 4 horas para esta finalidade do programa de armazenamento de energia de longo prazo de 2019 em Minnesota para ajudar a atender às necessidades de capacidade. Albert, da APS, disse que a empresa abriu um projeto de armazenamento de calor solar agregado SOLANA, operado em 2013, que tem seis horas de capacidade de armazenamento térmico.

Para isso, veja o armazenamento de demanda de pico de energia. Pode sistema de valor. Esta é a empresa APS que decidiu escolher o projeto de energia solar + armazenamento de energia em vez da usina de energia a gás natural na licitação.

Albert enfatizou que "o sistema de armazenamento de energia agora se tornou um planejamento de longo prazo das empresas de serviços públicos, mas o plano de recursos das empresas de serviços públicos não deve prestar atenção apenas a um caso. Usinas de energia de pico a gás natural e sistemas de armazenamento de energia de bateria podem atender à demanda de pico de energia, mas por meio do armazenamento e da transferência da geração de energia solar para atender aos requisitos de pico de energia, os sistemas de armazenamento de energia de bateria podem economizar mais custos para os clientes. Os sistemas de armazenamento de energia em baterias trazem mais valor ao mercado atacadista, então isso também faz parte do nosso plano.

"O Brattle Group publicou em um seminário no Instituto de Massachusetts em 13 de maio que o custo do sistema de armazenamento de energia da bateria de íons de lítio é tão rápido que atualmente está relacionado a outras tecnologias de armazenamento de energia. Não é possível competir com ela em confiabilidade de fornecimento e serviço de rede. O relatório de Brattle afirma que o preço dos sistemas de armazenamento de energia em baterias caiu abaixo de US$ 400/kWh em 2010, ou menos de US$ 200/kWh ou menos até 2040.

No entanto, algumas empresas de serviços públicos e supervisores de departamentos de planejamento disseram que os preços não são as únicas considerações para a implantação de sistemas de armazenamento de energia em baterias, e outra característica é a confiabilidade dos sistemas de armazenamento de energia, mas é difícil de determinar. AutumnProudlove, gerente avançado do Northern Carolina Clean Energy Technology Center (NCCETC), disse que quase não há desejo de determinar o valor do sistema de armazenamento de energia de bateria no planejamento de recursos de serviços públicos. Ela disse: "Alguns estados solicitaram recentemente que as empresas de serviços públicos considerem a implantação de sistemas de armazenamento de energia durante o processo de planejamento.

O estado de Washington pode ser mais aprofundado na pesquisa sobre o modo de modelagem por hora, e isso irá detalhar o valor do sistema de armazenamento de energia. "Proudlove acrescentou que a Tecnologia de Energia Limpa da Carolina do Norte (NCCCETC) ainda não foi determinada, incluindo seu valor elástico de armazenamento de energia ou sistema de armazenamento de energia para vários serviços de rede disponíveis durante o processo de planejamento. O líder da Brattle Company disse que as reivindicações de valor do sistema de armazenamento de energia dependem se ele pode ser totalmente compensado, e isso depende em grande parte dos recursos e da carga líquida do sistema de armazenamento de energia.

A empresa de serviços públicos começou a perceber que seu modelo de planejamento não responde muito bem ao problema de implantação de armazenamento de energia. HLEDIK destacou que o modelo de planejamento dessas empresas de serviços públicos dividiu a carga em vários grupos de tempo de carga semelhantes e estabeleceu decisões de planejamento com base nesses grupos. Essa abordagem é significativa quando se utiliza a empresa de serviços públicos para operar instalações de geração de energia a partir de combustíveis fósseis, enquanto a geração de energia eólica e a instalação de energia solar dão suporte à implantação de sistemas de armazenamento de energia de bateria com boa relação custo-benefício.

HLEDIK disse que muitas das empresas de serviços públicos da Brattle estão adotando ferramentas de planejamento de longo prazo para mostrar melhor o interior dos sistemas de armazenamento de energia e instalações de geração de energia renovável em sistemas de energia. Janicelin, fundadora e CEO da Strategen, que adota a Planning Tools Energy Advisory Agency, disse que o desenvolvimento de portfólios de recursos futuros pela empresa de serviços públicos é um processo complexo, planejado para prever a geração de energia, a transmissão e outros requisitos do sistema de energia. Ela acrescentou que, como o sistema de armazenamento de energia da bateria é uma instalação de geração de energia e também uma carga, é possível fornecer vários fluxos de valor, portanto sua precisão requer modelagem precisa para cada hora do ano.

O software de modelagem atual deixou muito espaço para sua inovação tecnológica. Autoridades de Planejamento de Recursos Neste webinar na California Energy Association (CESA), o surgimento de ferramentas de modelagem contribui para muitos fatores que devem ser considerados ao determinar a capacidade correta de armazenamento de energia na futura combinação de recursos. O consultor avançado e gerente técnico RoderickGo disse em um webinar: "Um problema básico com o planejamento é o armazenamento de energia de curta duração e o armazenamento de longa duração para atender a grande capacidade de demanda de carga.

"GO destacou que as medidas de incentivo, os requisitos obrigatórios e a redução de custos nos serviços públicos estão impulsionando as necessidades de sistemas de armazenamento de energia em baterias. Por muito tempo, as mudanças nas regulamentações, as mudanças na tecnologia e o desenvolvimento do mercado trarão mais espaço para implantação de armazenamento de energia em sistemas de energia. O software de modelagem inovador é uma categoria de competição muito violenta, enquanto o aumento da geração de energia de energia renovável é cada vez mais adicionado ao conceito de capacidade de suporte efetiva (ELCC).

Capacidade de carga efetiva (ELCC) é o cálculo específico da confiabilidade do recurso. É provável que uma usina de energia de combustível fóssil escaneável tenha 100% de capacidade de suporte efetiva (ELCC), porque, em teoria, quase sempre a confiabilidade do sistema de energia é ameaçada. Declaração de modelagem: o valor do sistema de armazenamento de energia da bateria aumenta com o novo aumento da geração de energia renovável no sistema de energia, mas seu valor diminui com o pico de demanda.

Normalmente, o sistema de armazenamento de energia reduz a carga de pico para 15%, permitindo que o sistema de armazenamento de energia da bateria obtenha uma capacidade de carga efetiva (ELCC), como de costume, podendo ser usado durante os picos de demanda. Ele acrescentou que, à medida que a carga de pico reduz de 15% a 30%, a capacidade de carga efetiva (ELCC) do sistema de armazenamento de energia da bateria também diminuirá, porque é provável que seja usada para alimentar suavemente a demanda, não mais atendendo à demanda sexual de eletricidade. O aviso ASTRAPE CHASEWINKLER ANTERNESTERN SME é expresso pela pesquisa da capacidade de suporte efetiva (ELCC) descrita por RoderickGo por meio de pesquisas na Southwestern Electricity Association e no California Power System.

O presidente do Los Angeles Hydropower Bureau (LADWP), Caroltucker, disse que o National Renewable Energy Laboratory (NREL) e a Los Angeles Hydropower (LADWP) estão desenvolvendo outras partes interessadas, como "melhores práticas", para ajudar a Califórnia a implementar a meta de usar 100% de energia renovável em 2045. Danielsteinberg, pesquisador sênior do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), disse neste webinar que o plano de infraestrutura integrada escalável do NREL está desenvolvendo um kit de melhores práticas para processar a implantação do sistema de armazenamento de energia. Steinberg disse que a abordagem iterativa do NREL está começando a ganhar escala, para determinar "o que é construído e onde construir".

O próximo passo é executar cada hora de modelagem de custos operacionais. Todos os dias, uma vez por hora, ele será usado por meio de modelagem de capacidade estendida para alcançar a combinação de recursos mais econômica e confiável. O plano de recursos completos é o próximo passo no processo, que pode atender aos padrões de confiabilidade de 10 anos.

Se necessário, o processo NREL iterará todas as três etapas para atingir as metas de recursos suficientes mais econômicas. Por fim, o modelo de tendência específico garante que as instalações da rede estejam protegidas. E se houver uma ameaça à confiabilidade da energia, esse processo será reiniciado.

O porta-voz do workshop on-line destacou que, para determinar com precisão o valor do sistema de armazenamento de energia da bateria durante esse planejamento, muitas pessoas estão defendendo o uso da capacidade de suporte efetiva (ELCC), mas a capacidade de suporte efetiva (ELCC) no planejamento é controversa. Disputas sobre Capacidade Efetiva de Beneficiamento (ELCC) Quando as concessionárias de serviços públicos e outras empresas se esforçam para determinar a capacidade instalada do sistema de armazenamento, a capacidade efetiva de suporte (ELCC) deve determinar o valor de armazenamento de energia usado para metas de planejamento de recursos, mas algumas pessoas acham que não é a melhor ferramenta para atingir esse objetivo. Edwardrandolph, um EDWARDRANDOLPH, diretor do departamento de energia da California Public Utility (CPUC), tornou-se parte do Planejamento de Recursos Integrados (IRP) do Comitê de Serviços Públicos da Califórnia (CPUC).

Ele disse: "A declaração de cálculo mais recente da capacidade de carga útil (ELCC), toda a confiabilidade dos recursos pode adicionar sistema de armazenamento de energia, armazenamento de energia solar + energia, demanda e outras aquisições que podem atender melhor à demanda máxima de energia. "Os especialistas da GridWorks, ex-consultor de energia da California Public Utilities (CPUC), Matthewtisdale, têm como disputa a capacidade efetiva de suporte (ELCC), se ela oferece os recursos mais confiáveis ​​e de menor custo para atender às necessidades e metas do estado. Atualmente, essa disputa é o Processo de Planejamento Abrangente de Recursos (IRP) da California Public Utilities (CPUC). A TISDALE acredita que a capacidade de suporte efetiva (ELCC) é um processo de cálculo complexo, mas pode ignorar o valor de certos recursos em comparação ao custo, incluindo o valor do sistema de armazenamento de energia.

Em um seminário realizado em 6 de dezembro de 2018, os participantes expressaram preocupação sobre o valor da capacidade de armazenamento de energia proposto pelo operador do sistema independente de Nova York (NYISO) em 6 de dezembro de 2018. Algumas partes interessadas Este método de capacidade de suporte efetiva (ELCC) é proposto para esta finalidade. De acordo com as respostas da New York Independent System Operators (NYISO) em maio de 2019, as partes interessadas querem equilíbrio e confiabilidade nos preços dos serviços e sinais de investimento do mercado atacadista de energia de Nova York.

Embora a capacidade de suporte efetiva (ELCC) possa ser usada, o operador independente do sistema de Nova York (NYISO) descobriu que ela pode estar confiando demais em ordens administrativas ou em cálculos mais complexos, o que torna o plano da empresa de serviços públicos muito confuso. Burwen, da US Energy Society, disse que a Astrape apresentou opiniões semelhantes sobre a capacidade de suporte efetiva (ELCC) da Southwestern United Anti-Care Company da US Power. O Comitê Federal de Gestão de Energia dos EUA lançou um procedimento em outubro de 2019 para estudar a capacidade efetiva de carga das empresas de Internet PJM (ELCC).

Ele disse: "Este conceito está se desenvolvendo. Mesmo a sutileza da modelagem do modelo não captura totalmente o valor da flexibilidade no sistema de armazenamento de energia de bateria do mundo real. "O Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) apresenta uma abordagem alternativa para capacidade de suporte efetiva (ELCC) em junho de 2019.

O relatório de pesquisa afirma que "a simulação da Capacidade de Benefício Efetivo (ELCC) pode ter que conduzir um grande número de cálculos ao considerar um grande número de cenas. Valores aproximados mais simples, mas igualmente precisos, podem decompor a capacidade instalada do sistema de armazenamento de energia da bateria necessária para reduzir a &39;demanda líquida de pico&39;. "Tisdale, da GridWorks, disse:" Devido aos muitos benefícios competitivos e com base nas incertezas futuras, os profissionais do setor têm opiniões diferentes sobre a capacidade de suporte efetiva (ELCC), o que não é suficiente.

Estranho, porque a modelagem não substitui o julgamento de especialistas. "O HLEDIK de Brattle destacou que uma modelagem complexa e específica pode determinar que os incrementos incrementais trazidos por mais sistemas de armazenamento de energia são iguais ao custo de novos sistemas de armazenamento de energia no sistema de energia. Isso pode exigir a implantação de mais sistemas de armazenamento de energia.

Hledgeik acrescentou: "tecnologia, preço dos recursos e outros fatores que impulsionam o sistema de energia estão em rápido desenvolvimento. Para entender algumas mudanças importantes no futuro, o planejamento de recursos deve lidar cuidadosamente com algumas questões aparentemente razoáveis ​​e frequentemente atualizadas. A capacidade instalada do sistema de armazenamento de energia da bateria acrescentou esses desafios, mas isso não é mais uma hipótese, estamos entendendo como usar o sistema de armazenamento de energia para progredir rapidamente.

".