スコットランドのグリッドスケールバッテリーは、電力を安定させます

スコットランドの高地のグリッドスケールバッテリーは、3月にメトルを証明する機会を得ました。突然1,877メガワットの供給が欠落し、グリッドの交互の電流の50ハーツ周波数がわずか8秒で49.8 Hzの動作制限を下回るようになりました。

しかし、新しい200 mWのバッテリーステーションはミリ秒以内に動作し、周波数の崩壊を阻止し、グリッドを実行し続けるために余分な電源を放ちました。

従来の化石燃料ジェネレーターは、歴史的にこれらの種類の問題を阻止するのに役立ちました。回転するローターの慣性により、それらの運動エネルギーは、周波数と電圧の急速なスイングに対するバッファーを提供します。しかし、ハイランドでの対応は、この種のグリッド安定化ジョブを行うために委託されたグリッドスケールバッテリーの世界初の例の1つでした。

可動部品なしでは、リチウムバッテリー貯蔵サイト（ヨーロッパで最大で、スコットランドのブラックヒロックに位置する）は、パワーエレクトロニクスを使用して慣性を妨げます。 そして革新的なひねりを加えて、t彼のバッテリーサイトはできます また提供します aに応答した短絡電流 従来の発電機のように、障害。

これらのバッテリーサイトの4つは、スコットランドで建設中です。

グリッド形成インバーターはどのように機能しますか？

バッテリーは、リチウム電池から直接電流をグリッドの交互の電流に変換する高度なグリッド形成インバーターのおかげで、これらの安定化サービスを提供できます。他のほぼすべてのグリッドスケールインバーターが行うようにグリッドの周波数と電圧を「追跡」するのではなく、 グリッド形成インバーターは、独自のドラムに行進します、そして時々、従来の発電機よりも速く行動することができます。

「スコットランドに設置しているこれらのグリッド形成インバーター。 ジュリアン レスリー、チーフエンジニアおよび戦略的エネルギー計画dイギリスのワーウィックに本拠を置く国立エネルギーシステムオペレーター（NESO）のためのIRECTOR。 アンディ・ホーク、グリッド形成テクノロジーの専門家であり、米国国立再生可能エネルギーラボのプリンシパルエンジニアであると、スコットランドの追加が間違いなく封筒を押していると言います。 「彼らは非常にエキサイティングなプロジェクトです」とHoke氏は言います。

英国はガス植物なしで運営できますか？

NESOは、2025年に設定された野心的な目標を達成するために、グリッド形成のバッテリーに依存しています。英国が器用で安定した覆われたガス燃焼植物なしで生きることができることを示すことです。英国は昨年、最後の石炭火力発電所を閉鎖し、今年の終わりまでに、NESOはガス工場なしでも運営できることを実証する予定です。

「年末までに私たち「LLはゼロ炭素操作で数時間ありますが、これは驚くべきことになるでしょう」とレスリーは言います。これは、化石のないグリッド操作の世界最大のデモンストレーションになるでしょう。

これは「Eco Ego」スタントではありません。パワーエレクトロニクスからの安定性の向上は、より多くの太陽光発電機と風力発電機がグリッドに接続できることを意味します、NESOが彼らの世代を削減する頻度を最小化します。ロンドンを拠点とする ゼノブされています、 g新しいスコットランドの3つのバッテリーサイトの背後にあるバッテリーオペレーターを廃止すると、Blackhillockだけで15年間で3億900万ポンド（4億8,800万米ドル）を節約できると推定しています。

スコットランドは、英国のグリッド脱炭素化チャレンジのグラウンドゼロです。石炭工場だけでなく、ガス植物も閉鎖しています。その1つの残りの原子力発電所、 トーネス、 2030年までにシャットダウンします。トーネスの閉鎖により、スコットランドに残っている唯一の同期ジェネレーターは、残りの小さな水力発電植物です。これは、ローターの機械的速度でグリッドの安定性を非常に長く維持していたマシンです。風力発電と太陽電力の設置は、そのエネルギーの未来がグリッド中のインバーターを持っているために賭けています それはグリッドの安定性にほとんど貢献しません。

したがって、ソリューションが必要です。世界中のオペレーターは、インストールすることでグリッドを強化しています 同期コンデンサー – グリッドパワーを使用してローターを回転させ続けるスタンダロン同期ジェネレーター。 蓄積された運動エネルギーは、従来の発電所のように、グリッドがつまずくときに利用可能になります。 バルト諸国は、これらの専用の安定剤のいかだを命じました ロシアのグリッドとの同期からヨーロッパへの最近のシフトに先立ちます。

ただし、NESOはゼロカーボン操作の準備に別のタックを取得しています。同期コンデンサーを単純に指定する代わりに、NESOはより多くの安定性が必要な場所を特定し、開発者に技術ソリューションを招待しました。グリッド形成バッテリーは、NESOの2022年の入札で大きく獲得しました。 3億2,300万ポンド（4億2,700万ドル） 落札のパッケージ スコットランドが含まれています5つの同期コンデンサーとともに、高度なグリッドスケールバッテリー。

短絡現在のイノベーション

グリッド形成バッテリーで最も革新的なのは、NESOが同期ジェネレーターと同じように短絡電流を提供することを義務付けたことです。落下する木やその他の事故が伝送ラインを地面に接続し、グリッドを短絡させ、発電所の同期ジェネレーター 電圧を支えるのに役立つ電流の急増を解放する。電流の爆発は、グリッド保護リレーをトリガーして断層透過セグメントを数秒で開いて隔離する重要な信号でもあります。。

その動作を模倣することは、パワーエレクトロニクスにとって困難です。グリッド形成インバーターは、必要な電流を提供することにより、独自の電圧と周波数を維持します。電圧が低下すると、コントローラーはすぐにインバーターのトランジスタを介してより多くの電流を可能にします。ここまでは順調ですね。しかし、インバーターはすぐに壁にぶつかる可能性があります。高電流は、パワーエレクトロニクスのクリプトナイトのようなものであり、トランジスタをすばやく揚げることができる熱を生成します。その結果、インバーターは通常、現在の評価を10〜20％上回って動作します、一方、同期ジェネレーターからの電流は、障害中に700％増加する可能性があります。

現在の容量を増やす最も簡単な方法は、トランジスタを追加することです、しかし、それは断熱ゲート双極Tにとって高価ですトランスミッションレベルのコンバーターで使用されるランシスター。ドイツのインバーター生産者 SMAソーラーテクノロジー、Blackhillockのインバーターを供給したため、短絡電流の簡潔さを利用して、必要に応じて安い方法を見つけました。

彼らはブラックヒロックをプログラムしましたNESOが必要とする140ミリ秒パルスを提供するために、公称電流を250％上回るインバーターのインバーターは言います、と言います アーロン・ゲルデマン、SMAのビジネス開発マネージャー。その後、デバイスは後退し、回路が冷却されます。

パワーエレクトロニクスはグリッドを安定させることができますか？

ゼノブネットワークのグローバルディレクターinfrastructure、 Semih Oztreves、グリッド形成バッテリーが、固有の多機能性のおかげで、最終的に安定性市場を追い詰めると予測します。同期コンデンサーは主にアイドル状態に座っていますが、まれなグリッド断層を待っています、Zenob●の高度なバッテリーは、他のほとんどのストレージサイトが行うことを行うことで、毎日の収益を獲得します。たとえば、彼らはエネルギーを裁定し、安価なときに電力を吸収し、消耗品がきつくなったときに販売します。

しかし、グリッド形成バッテリーの短絡チョップは、実際のテストにまだ直面していません。それまでは、伝送リレーが電流のデジタル定義の急増に適切に反応するかどうかについて疑問が残る。で 報告 昨年、オーストラリアのグリッドオペレーター トランスグリッド、ある専門家は、短絡電流のためのグリッド形成インバーターへの過度の依存から、「非常に高いリスクから高いリスク」を運ぶとアドバイスしました。そのユーティリティは、後にグリッドを強化するために10個の同期コンデンサーと5つのグリッド形成バッテリーを発表しました。

そのため、今のところ、ステークスが高く、ミックス内のより高価な同期コンデンサーのいくつかを維持することはおそらく理にかなっているとHokeは言います。 「それはコスト最適な解決策ではないかもしれませんが、それは賢明な解決策かもしれません」と彼は言います。