Арбитраж энергии против сглаживания пиковых нагрузок: в чем разница для систем хранения энергии на основе батарей?

Энергетический арбитраж и сглаживание пиковых нагрузок — две наиболее распространенные причины, по которым предприятия, монтажники, застройщики и домовладельцы рассматривают системы хранения энергии на основе аккумуляторов. Их часто упоминают вместе, поскольку в обоих случаях используется один и тот же базовый инструмент: аккумулятор, который заряжается в одно время и разряжается в другое.

Однако это не совсем одна и та же стратегия.

Энергетический арбитраж фокусируется на разнице цен на электроэнергию с течением времени. Аккумулятор заряжается, когда электроэнергия дешева, и разряжается, когда она дорога. Сглаживание пиковых нагрузок направлено на снижение пикового потребления электроэнергии, регистрируемого энергосетью или счетчиком. Аккумулятор разряжается, когда потребление на объекте вот-вот превысит целевой уровень.

В этом руководстве на практике объясняются понятия энергетического арбитража и сглаживания пиковых нагрузок, как работает каждая стратегия, когда их можно комбинировать и что следует учитывать перед проектированием системы хранения энергии на основе аккумуляторов.

Краткое сравнение: энергетический арбитраж против снижения пиковых нагрузок

Параметр	Энергетический арбитраж	Пиковое бритье
Основная цель	Используйте разницу в ценах на электроэнергию	Снижение пиковых нагрузок
Основной показатель	kWh разница в ценах на энергоносители	снижение пиковой нагрузки в кВт
Действие батареи	Зарядка в периоды низких цен, разрядка в периоды высоких цен.	Сброс нагрузки происходит, когда нагрузка на объект приближается к пороговому значению спроса.
Лучше всего	Тарифы, зависящие от времени суток, динамическое ценообразование, оптовые рынки, оптимизация экспорта солнечной энергии.	Коммерческие объекты с платой за потребление электроэнергии, заводы, станции зарядки электромобилей, гостиницы, склады.
Логика управления	На основе расписания или на основе ценового сигнала	Мониторинг нагрузки в реальном времени и управление пороговыми значениями
Основное значение	Экономия на затратах на энергию или экспортная выручка	Снижение платы за пиковую нагрузку и разгрузка энергосистемы.
Ключевой риск	Разница в ценах может оказаться слишком мала из-за потерь эффективности и деградации батареи.	В период пиковой нагрузки мощность батареи может быть недостаточной.
Можно ли совместить с солнечной энергией?	Да	Да
Можно ли использовать в сочетании с резервным источником питания?	Да, если резервная мощность управляется.	Да, если резервная мощность управляется.

Что такое энергетический арбитраж?

Энергетический арбитраж Это означает использование батареи для получения выгоды от разницы цен на электроэнергию.

Типичная стратегия арбитража электроэнергии за счетчиком работает следующим образом:

1. Аккумулятор заряжается от сети или солнечных батарей, когда электроэнергия дешева.
2. Батарея накапливает эту энергию.
3. Батарея разряжается, когда электроэнергия становится дорогой.
4. Пользователь избегает покупки дорогостоящей электроэнергии из сети или экспортирует энергию, если это позволяет местный тариф.

Например, предприятие может заряжать аккумулятор ночью, когда цены на электроэнергию низкие, и разряжать его в часы пик днем ​​или вечером, когда тарифы на электроэнергию выше. В системе «солнечная энергия плюс хранилище» аккумулятор может накапливать избыточную солнечную энергию в течение дня и высвобождать ее позже, когда предприятию потребуется электроэнергия или когда экспортные цены будут выше.

В рамках этой стратегии ключевой вопрос звучит так:

Достаточно ли велика разница в цене, чтобы покрыть потери эффективности в обоих направлениях, затраты на циклическую зарядку батареи и инвестиции в систему?

Вот почему энергетический арбитраж — это не просто «покупай дешево, продавай дорого». Реальный расчет должен учитывать следующее:

• Цена на электроэнергию в непиковое время
• Пиковая цена на электроэнергию
• Экспортный тариф или ставка на сырьевые товары
• КПД батареи в обоих направлениях
• Стоимость деградации батареи за цикл
• КПД инвертора
• EMS и точность измерения
• Правила местного рынка
• Разрешена ли зарядка от сети?
• Доступна ли информация о доходах от экспорта?

Для моделирования проектов используются такие инструменты, как... NREL REopt может помочь в оценке размеров системы и стратегий диспетчеризации распределенных источников энергии, включая системы хранения энергии на основе батарей.

Что такое ограничение пиковой нагрузки?

Пиковое бритье Это означает использование батареи для снижения кратковременных периодов высокой потребности в электроэнергии.

Вместо того чтобы сосредотачиваться в основном на цене электроэнергии за единицу электроэнергии. kWhСглаживание пиковых нагрузок фокусируется на максимальном потреблении мощности в кВт. Это особенно важно для коммерческих и промышленных потребителей, в счета за коммунальные услуги которых включены платежи за пиковую нагрузку.

Типичная стратегия сглаживания пиков выглядит следующим образом:

1. EMS отслеживает загрузку сайта в режиме реального времени.
2. Устанавливается предельный уровень потребления, например, 300 кВт.
3. Когда нагрузка на электростанцию ​​приближается к предельному значению, батарея разряжается.
4. Аккумулятор обеспечивает часть нагрузки, поэтому сетевой счетчик не фиксирует полный скачок напряжения.
5. Данное предприятие избегает установления нового рекорда по пиковой нагрузке за расчетный период.

Например, завод обычно работает на мощности 250 кВт, но иногда её мощность резко возрастает до 420 кВт, когда одновременно запускаются крупные двигатели, компрессоры или производственные линии. Если в счёте за электроэнергию указывается пиковая ежемесячная потребность, то такой кратковременный скачок может привести к высокой плате за потребление. Во время скачка может разрядиться аккумулятор, что позволит поддерживать потребление электроэнергии в сети на уровне, близком к целевому.

Наиболее распространенная практика бритья:

• Заводы
• Склады
• Отели
• Супермаркеты
• Холодильные склады
• Станции зарядки электромобилей
• Телекоммуникационные сайты
• Коммерческие здания
• Индустриальные парки
• Фермы с мощным оборудованием

Для коммерческих покупателей сглаживание пиковых нагрузок часто является стратегией «защиты затрат». Аккумулятор не должен разряжаться каждый день в течение длительного времени, но он должен быстро реагировать и обеспечивать достаточное питание во время пиковых периодов.

Энергетический арбитраж против пикового бритья: ключевое различие

Простейший способ понять разницу — следующий:

Энергетический арбитраж — это... kWh Разница в ценах. Снижение пиковой нагрузки означает уменьшение потребления электроэнергии в кВт.

Вопросы энергетического арбитража:

Когда электроэнергия дешева, а когда дорога?

Peak shaving спрашивает:

Когда потребление электроэнергии на объекте становится слишком высоким, и сколько энергии от батареи требуется для его снижения?

Эта разница влияет практически на каждое проектное решение.

Для энергетического арбитража батарее обычно требуется достаточная полезная емкость для перераспределения энергии в течение нескольких часов. В зависимости от тарифного окна и профиля нагрузки может потребоваться система, рассчитанная на 2, 4 часа или более.

Для сглаживания пиковых нагрузок батарея должна обладать достаточной выходной мощностью, чтобы снизить скачки потребления. Иногда высокая номинальная мощность важнее очень большой емкости. Однако, если пик длится несколько часов, емкость становится не менее важной.

Когда энергетический арбитраж наиболее эффективен

Арбитраж в сфере энергетики обычно привлекателен, когда существует четкая разница в ценах между периодами зарядки и разрядки.

Наилучший результат достигается при следующих условиях:

• На этом сайте действуют тарифы на электроэнергию, зависящие от времени суток.
• Разница в ценах между непиковым и пиковым периодами достаточно велика.
• Аккумулятор обладает достаточной полезной емкостью, чтобы покрыть затраты времени, потраченные на его обслуживание.
• Инвертор и EMS могут следовать тарифным расписаниям.
• Система может заряжаться от солнечной энергии, от сети или от обоих источников одновременно.
• Затраты на циклическую зарядку и разгон батареи не превышают ожидаемой экономии.

Для домовладельцев энергетический арбитраж может означать зарядку домашнего аккумулятора ночью и использование его вечером. Для домов с солнечными батареями это может означать хранение излишков солнечной энергии, вырабатываемой в течение дня, и использование её после захода солнца. C&I На некоторых участках это может означать зарядку, когда электроэнергия из сети дешевле, и разрядку в периоды высоких цен.

A настенная батарея Может подходить для хранения солнечной энергии в жилых домах, резервного питания и снижения счетов за электроэнергию в зависимости от времени суток при использовании в паре с совместимым гибридным инвертором и правильными настройками управления.

Для крупных потребителей энергии моделирование арбитражных операций должно включать в себя:

• Местная тарифная структура
• импортные и экспортные ставки
• КПД батареи в обоих направлениях
• Стоимость деградации за цикл
• правила зарядки от сети
• Профиль производства солнечной энергии
• Профиль нагрузки
• EMS возможности диспетчеризации

Оценивать энергетический арбитраж следует не только по разнице между двумя тарифными ценами. Реальная ценность зависит от полезной энергии, высвобождаемой после потерь, и от долгосрочных затрат на циклическую работу батареи.

Когда бритьё в пиковые моменты приносит наилучшие результаты

Снижение пиковых нагрузок обычно наиболее выгодно, когда объект платит высокие тарифы за потребление электроэнергии или сталкивается с ограничениями пропускной способности сети.

Он лучше всего подходит для:

• Производственные предприятия с пиковыми нагрузками при запуске оборудования
• Склады с компрессорами, холодильным оборудованием или вилочными погрузчиками.
• Коммерческие здания с пиковыми нагрузками систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
• Зарядные станции для электромобилей с внезапным увеличением спроса на зарядку
• Центры обработки данных и телекоммуникационные объекты, подверженные скачкам напряжения.
• Фермы и ирригационные системы с электроприводными нагрузками
• Объекты с ограниченной пропускной способностью трансформаторов или электросетей.

Сглаживание пиковых нагрузок также может помочь предприятиям избежать дорогостоящей модернизации электросети. Если предприятие хочет добавить зарядные устройства для электромобилей или расширить производство, но возможности подключения к сети ограничены, батарея может разряжаться в короткие периоды высокого спроса и снижать нагрузку на сеть.

Для сглаживания пиковых нагрузок критически важна выходная мощность. Система должна реагировать достаточно быстро и выдавать достаточное количество кВт для снижения пиковой нагрузки. EMS Необходимо отслеживать потребление электроэнергии в режиме реального времени и инициировать разрядку батареи до того, как будет превышен пороговый уровень потребления.

К важным вопросам проектирования относятся:

• Каков исторический максимальный уровень спроса?
• Как долго обычно длятся пики спроса?
• Пики предсказуемы или случайны?
• Какой тариф на потребление применяется?
• Расчет платы производится с интервалом в 15, 30 минут или с другими интервалами?
• Насколько реалистично снижение пиковых значений?
• Какой объем заряда следует зарезервировать для пиковых событий?

Если пики спроса кратковременны и резкие, то мощная система может оказаться важнее, чем система большой мощности. Если же пики длятся несколько часов, необходимы как мощность, так и энергоемкость.

Может ли одна батарея одновременно обеспечивать энергетический арбитраж и сглаживание пиковых нагрузок?

Да. Хорошо спроектированная система хранения энергии на основе аккумуляторов часто может выполнять обе функции.

Например, коммерческий объект с солнечными батареями на крыше может работать следующим образом:

1. Заряжайте аккумулятор за счет избыточной солнечной энергии в течение дня.
2. Снижение объемов закупок электроэнергии в вечернее время, когда цены на электроэнергию высоки.
3. Оставляйте часть батареи в резерве для кратковременных скачков нагрузки.
4. Необходимо иметь резервный запас для критически важных грузов.

В данном случае одна и та же батарея поддерживает автономное потребление солнечной энергии, энергетический арбитраж, сглаживание пиковых нагрузок и резервное питание.

Однако это не означает, что стратегии следует рассматривать как одно и то же. Они могут конкурировать за одну и ту же емкость батареи.

Например, если батарея полностью разряжена для арбитража перед внезапным скачком нагрузки, у нее может не остаться достаточно энергии для сглаживания пиковых нагрузок. Если система постоянно поддерживает слишком большой резерв для сглаживания пиковых нагрузок, она может упустить возможности для арбитража.

Именно поэтому C&I проектам необходимо четкое понимание EMS Приоритетная логика, например:

• Первоочередная задача: критически важный резервный фонд
• Второй приоритет: максимальный порог бритья.
• Третий приоритет: собственное потребление солнечной энергии.
• Четвертый приоритет: энергетический арбитраж
• Приоритет по желанию: услуги энергосети или доход от обеспечения гибкости сети.

Наилучшая стратегия диспетчеризации зависит от тарифа объекта, профиля нагрузки, выработки солнечной энергии, требований к резервному питанию и коммерческих целей.

Расчет размеров батарей: в чем разница между двумя стратегиями?

Размер батареи зависит от того, на чём сосредоточен проект. kWh переключение передач, снижение мощности в кВт или и то, и другое.

Для энергетического арбитража

Вопросы, касающиеся выбора размера ключей, включают:

• На сколько часов работы аккумулятор должен обеспечивать подачу дорогостоящей электроэнергии?
• Сколько энергии потребляет сайт в период высоких цен?
• Какова полезная емкость батареи после достижения пределов глубины разряда?
• Сколько циклов в день ожидается?
• Доступна ли солнечная зарядка?
• Разрешена ли зарядка от сети?
• Какова эффективность поездки туда и обратно?
• Какой минимальный резерв следует иметь на случай непредвиденных обстоятельств?

В арбитраже ограничивающим фактором часто является емкость. Если батарея слишком мала, она может разрядиться до окончания дорогостоящего периода.

Для идеального бритья

Вопросы, касающиеся выбора размера ключей, включают:

• Каков текущий максимальный спрос?
• На какой целевой уровень спроса следует ориентироваться при проектировании сайта?
• Сколько киловатт должна разряжать батарея, чтобы оставаться в пределах допустимого значения?
• Как долго длятся пики?
• Пики предсказуемы или случайны?
• Ли EMS Достаточно ли у вас скорости отклика?
• Может ли инвертор обеспечить необходимую мощность разряда?
• Повлияет ли многократный разряд высокой мощности на срок службы батареи?

При сглаживании пиковых нагрузок ограничивающим фактором часто является выходная мощность. Если номинальная мощность инвертора слишком низка, батарея не сможет достаточно снизить пиковую нагрузку, даже если у нее достаточно емкости.

Для совместного использования

Для комбинированной стратегии необходимы как достаточные возможности, так и достаточная власть. Также необходима четкая позиция. EMS Правила приоритета. Например, система может резервировать 30% уровня заряда для сглаживания пиковых нагрузок и резервного питания, используя оставшуюся мощность для арбитража.

Если вы являетесь установщиком, дистрибьютором, EPC или покупатель проекта, планирующий проект по хранению энергии в жилых или коммерческих зданиях, Avepower может помочь в выборе системы, OEM/ODM Индивидуальная настройка, подбор инвертора и масштабируемость. LiFePO4 Решения для аккумуляторных батарей. Изучите их. AvepowerАвтора Коммерческие и промышленные решения для хранения энергии или запросите индивидуальное предложение по батареям, разработанное с учетом потребностей вашего целевого рынка и проекта.

Факторы, влияющие на рентабельность инвестиций, которые следует проверить перед выбором стратегии.

Перед инвестированием в аккумуляторную систему покупателям проектов следует тщательно проверить следующие факторы.

1. Тарифная структура

Если на объекте высокие тарифы за пиковое потребление, приоритетной задачей может стать сглаживание пиковых нагрузок. Если же на объекте наблюдаются значительные различия в ценах в зависимости от времени суток, арбитраж может оказаться привлекательным. Если присутствуют оба фактора, проекту может потребоваться комплексная стратегия.

2. Профиль нагрузки

Объект с резкими, кратковременными скачками нагрузки подходит для сглаживания пиковых нагрузок. Объект с предсказуемым суточным потреблением энергии может быть пригоден для арбитража или перераспределения нагрузки.

3. Выработка солнечной энергии с помощью фотоэлектрических систем

Солнечная энергия меняет расчеты. Избыточная солнечная энергия может заряжать аккумулятор с низкими предельными издержками, а затем использоваться позже, когда цены на электроэнергию вырастут. Для получения дополнительной информации читайте далее. Avepowerруководство по что такое система хранения солнечной энергии.

4. Срок службы батареи

Арбитраж часто требует частого циклического включения/выключения. Для сглаживания пиковых нагрузок могут использоваться более короткие и менее частые циклы разряда. Химический состав батареи, глубина разряда и теплоотвод — все это влияет на долгосрочную экономическую эффективность.

5. Эффективность туда и обратно

Батарея с 90% заряда эффективность туда и обратно возвращает около 9 kWh за каждые 10 kWh Взимается плата. Этот убыток должен быть учтен в арбитражных расчетах.

6. EMS Логика управления

Аккумулятор без интеллектуального управления может пропустить наиболее важные периоды отгрузки. C&I проекты, EMS Логическая схема должна координировать мониторинг нагрузки, выработку солнечной энергии, тарифные правила, резервный резерв и защиту батарей.

7. Резервный фонд

Если батарея также используется в качестве резервного источника питания, не всю её ёмкость следует использовать для арбитража или сглаживания пиковых нагрузок. Для критически важных нагрузок может потребоваться минимальный уровень заряда.

8. Масштаб и расширение проекта

Монтажники, дистрибьюторы и EPC Компаниям следует учитывать, может ли выбранная аккумуляторная платформа расширяться по мере роста нагрузки заказчика. Модульная конструкция аккумуляторов позволяет адаптировать их к проектам различного масштаба.

Распространенные ошибки при сравнении энергетического арбитража и сглаживания пиковых нагрузок.

Ошибка 1: Обработка кВт и kWh как тот же самый

Батареи может хватить kWh Или же она может обладать высокой выходной мощностью, но недостаточной мощностью для сглаживания пиковых нагрузок.

Ошибка 2: Игнорирование эффективности батареи

Энергетический арбитраж зависит от разницы цен после вычета потерь. Если КПД батареи составляет 90% в обоих направлениях, то каждые 10 kWh Заряженный аккумулятор может обеспечить около 9 kWh полезная энергия. Разница в тарифах должна быть достаточно большой, чтобы цикл был выгодным.

Ошибка 3: Игнорирование деградации батареи.

Ежедневный арбитраж может увеличить количество циклов зарядки/разрядки. Сглаживание пиковых нагрузок может привести к уменьшению количества циклов, но к увеличению потребляемой мощности. Оба фактора влияют на долгосрочную экономическую эффективность батарей.

Ошибка 4: Использование средней нагрузки вместо интервальных данных.

Для планирования оптимизации пиковых нагрузок недостаточно данных о ежемесячном потреблении энергии. На графике ежемесячного счета может быть указано нормальное потребление, но при этом наблюдаться кратковременные, дорогостоящие скачки в данных за 15 или 30 минут.

Ошибка 5: Забыли про резервный файл.

Если та же батарея используется и в качестве резервного источника питания, то EMS Необходимо зарезервировать достаточную мощность для критически важных нагрузок. В противном случае система может экономить деньги в обычном режиме работы, но не сможет обеспечить резервное питание в случае необходимости.

Ошибка 6: Выбор оборудования до определения стратегии.

A BESS Выбор следует сделать после подтверждения сценария использования. Для энергетического арбитража, сглаживания пиковых нагрузок, самопотребления солнечной энергии и резервного питания могут потребоваться инверторы различной мощности, емкости батарей, логики управления и протоколов связи.

Как Avepower Поддерживает проекты по хранению энергии в батареях.

Avepower - это производитель систем хранения энергии аккумуляторов предлагающий LiFePO4 Аккумуляторные решения для бытового, коммерческого и промышленного хранения энергии.

Для монтажников, дистрибьюторов, EPC компании, разработчики солнечных электростанций и OEM/ODM покупатели, Avepower может поддерживать проекты по хранению энергии в батареях, используемые для:

• Самопотребление солнечной энергии
• Пиковое бритье
• Перемещение нагрузки
• Энергетический арбитраж
• Резервное питание
• Коммерческое управление энергией
• Модульное расширение емкости
• OEM/ODM настройка батареи

Для коммерческих покупателей, AvepowerРешения компании в области хранения энергии на основе аккумуляторов могут быть адаптированы к различным потребностям проекта, включая протокол связи, совместимость с инверторами, емкость аккумуляторов, конструкцию корпуса. BMS Поддержка по настройке и документации.

При планировании проекта по энергетическому арбитражу или сглаживанию пиковых нагрузок полезно подготовить следующее:

• Профиль нагрузки сайта
• Подробная информация о тарифах на электроэнергию
• Структура платы за потребление
• Размер солнечной фотоэлектрической системы
• Необходимые резервные нагрузки
• Модель инвертора
• Целевая емкость батареи
• Ожидаемый суточный цикл езды на велосипеде
• Среда установки
• Требования к расширению

Обладая этой информацией, поставщики и инженеры проекта могут рекомендовать более подходящую аккумуляторную систему, вместо того чтобы просто указывать стандартную емкость.

Заключение

Использование энергетического арбитража и сглаживание пиковых нагрузок — обе ценные стратегии хранения энергии в батареях, но они решают разные задачи.

Энергетический арбитраж лучше всего понимать следующим образом: kWh Оптимизация цен. Она перемещает накопленную энергию из периодов низкой эффективности в периоды высокой эффективности.

Сглаживание пиковых нагрузок лучше всего понимать как управление спросом в кВт. Оно снижает максимальную потребность сети в электроэнергии, которая определяет плату за потребление или ограничения мощности.

Перед выбором системы хранения энергии на основе аккумуляторов следует изучить тарифы, профиль нагрузки, выработку солнечной энергии, совместимость с инвертором. EMS Требования к логике управления и резервному копированию. Надежное решение. аккумуляторная система хранения энергии Он должен не только накапливать энергию, но и соответствовать реальным экономическим целям проекта.

FAQ