Tính toán, thiết kế hệ thống lưu trữ điện năng bằng ắ quy

Flywheel energy storage for carrying the daily peak loads of electric power systems.. Sizing and Optimal Operation of Battery Energy Storage System for Peak Shaving Application.. Evaluat

1



 4

Danh m c các ký hi u, các ch vi t t t 5     

 7

Danh m c các hình v  8 th  9

 10

1.1  10

1.2  11

1.2.1  11

1.2.2  12

1.2.3  13

1.2.4  13

1.2.5  13

1.2.6  15

1.2.7  siêu d n t 17

1.2.8  17

1.3  19

1.4  20

1.5  20

1.6  21

1.7  22

1.8  23

 26

170817795154572e1d442-fb80-4518-a473-a722ae96bfae

17081779515462f164b72-dcdd-4d33-9744-06074a691149

1708177951546b3c5fd82-d143-4579-9fcd-d54b1770854c

2

2.1  26

2.1.1  26

2.1.2  28

2.1.3  32

2.2  33

2.3  34

2.4  36

2.5  37

 39

3.1  39

3.1.1 a% 39

3.1.2  39

3.1.3 F 40

3.1.4  40

3.2  41

3.2.1  41

3.2.2  41

3.3  42

3.3.1  42

3.3.2  43

3.3.3  43

3.4  44

 48

 48

3

 51

 53

 56  63

T QU VÀ BÀN LU N 64  

 66

 67

4



 u ca riêng tôi Các s u, kli t qunêu trong luc ai công b trong bt k công trình nào khác





6

PB:  PCS: 

9



T i sao l   

ng là m t ph n quan tr ng c a s n xu t, c a các ngành công nghi p d ch         

v , ngành công nghi ng tái t  a t t c các thi t b  

   n t

ng hii, s d    - - p k c n tho i thông minh, iPad, và iPod snh gi i trí, 

 t vai trò quan tr ng trong s n xu t công ngh   

n thi có m t ngu n liên tn s  

10



1.1. 

  p k       ch      nghiên c u r t nhi u công vi c phát tri      m i m ng 

i các h th  u này có th 

c theo dõi tr l            Graham Sterling ,   t MIT , ông  u các thi t b      ng ti [1] Trong lu n án   , ông

 James M.,Iannucci, Joseph J., Corey, Garth P.

  m t m cao công ngh chung 

i ích ti  d

ng d ng ti  n n[6] 02/2010 Eyer, Jim, Corey, Garth  tr n: L i ích và th  ng -  ng d    [7]

11

pháp tính giá tr hi n t  i ca h thng và chi phí hoi vi mt s công ngh   ng cho các ng d ng ti  [11]

m t b n c p nh t t      i theo thông s s d ng ng    

d ng  2012 Bhatnagar, Dhruv,   

  th t nh n th 

u ti[3]p mm v các v n vi c tri n khai các ti n ích mua s   tr c quc

 nh i ticác công ngh    t vai trò lng phát trin th     n S        ng tái t o trong th p k   c bing m t tr 

n c c c a t bào    n trong chn c n t cung c p 

c a t bào (quá trình oxy hóa) trong khi các ion g  n c c khác c a

t bào ch p nh   n t (gi hoàn t t quá trình Quá trình này 

12

   s c m ion hóa c a ch n phân Nh ng       g m axit chì, nickel-cadmium (NiCad), pin lithium-ion (Li-    nh (Na / S), k m / brom (Zn / Br), vanadi oxi hóa kh , nickel-metal hydride (Ni-MH), 

c phân tách b i m t l p màng m ng, cho phép chúng trao    

i ion mà không b tr n vào nhau Ch    c

l p trong các cell pin,    a l n và chn phân

  th ng có th d  

u ch nh t l ch     n bc c a thùng chi ta có th t o ra các h   thng pin v i nhi u

ng khác nhau, t vài  n vài MWh Bên c nh kh   

u ch nh t l , pin s c dòng còn mang l i nhi     m, ch ng h n  

  nguyên không s d ng trong m t th i gian dài    

mà không m n tích, th i gian ph n h i nhanh và có th s c/x      nhanh b ng cách thay dung d n phân V i nh m này, trong nhic, các nhà nghiên c i ti  s c nhanh

         g ph c t    i

nh ng lo ng M i h   thng pin phi ph i có 

       t ng có giá tr    chuy  

            t h th        ng, khi không khí

1.2.5. 

  là m t thi t b       c s d    tr  ng quay   mô-men quán tính l   chng l i s             i ttrong m          l v t quay c  

c chuy n giao cho m ng cách áp d ng  mô-men

14

xo n i v          quay c     

              c c l

  b ng cách áp mô-men xo n t t qu làm t  quay gi  d ng ch y u:  

 Chúng cung cng liên t c khi các ngu ng không liên t c Ví d c s d ng trong   pit-tông  b i vì các ngu  ng (mô-men xo n t ng   

c

 Chúng cung cng m t quá kh  a mt nguc b ng cách thu th 



ng m t cách nhanh chóng, v i t   t quá kh  a ngung

 Chúng king c a m t h    thcác ng dng góc c a m  ý chuy n t i m  c chuyn ho c t bánh  



 c làm bng,

  ng gi i h n t l     cuc cách m ng c a m t vài nghìn   RPM M t s   c làm b ng v t li u s i carbon và    

s d ng t tính cho phép chúng xoay t      n 60.000 RPM

c s d  cung cng liên t c trong các h thng không liên t c Ví d , m  t

  c s d   duy trì liên t c v n t c góc c a tr c     khu u trong m       - ng h   

c gng tr c khu u khi mô-men xo n tác d ng lên    

nó b ng cách b n m t piston, và nó gi     tkhí c-men xo n vào nó M t ví d   khác c a vi    i , s d

u trong m t th i ng n Ví d c

s d ng trong búa máy,    ng t 

n búa ho c ho 

có th  c s d ng ki  ng c a m t h    thTrong nhng hng góc cc chuy n t i trong quá trình chuy n n   nh là mt

s  ng vector, chuyng cng các ti m t tr  c bi t    

 chuyn xoay chin chi  tr c ti p hi n  

ho c chuy i DC tr l i ngu n AC Các bi n t n / ch     hao kho ng 2- ng trong mng SMES ít nh ng so vpháp khác c    ng H  thng SMES là có hi u qu  cao, hi u qu     l Tuy nhiên do nhu c u 

ng c a   và chi phí cn siêu d n cao nên SMES hi c s d   ng th i gian 

ng cho các h quy mô l p m t b ng t  



h p cho qu ng quy mô va vi công su t 10-100 MW 

      h , SMES, t  n và siêu t có m t ph n     c s d ng  cho  ch n áp t c 

th i,    nh p và UPS th i gian ng n  (mili giây) cho các loi hình ng d ng là th  

 C u n n:  ,   , pin nhiên li u và pin b ng  kim lo - không khí không ch có ph n i     i nhanh (<1

 ng trong m t ng d ng s c / x  ng xuyên, ch ng h n        

  p m t b ng t i Ví d , trong khi chi phí v n c a pin axít chì là      

i th p, có th không nh t thi t ph i là l a ch n ít t n kém cho         

21

qung (san l p m t b ng t i) do      ng n c a mình  cho loi ng d ng này Chi phí v n hành và b o trì, x lý, thay th và chi phí     

s h    c xem xét, b   không có s i v i m t s   công ngh  m i

i - kh 

v n cho m  i - không khí có th xu t

hi n là s l a ch n t t nh t d a trên m        ng cao và chi phí th

t chu kt h n ch và v  t tri n Trong s các k  thun, CAES có mp nht

22

  th y r ng h th  

 c phân chia thành ba nhóm:

 ion có hiu qu chu k r t cao> 90%   

- -

t  ng có hi u su t chu k c a 60-    ó th th  y r n ba không khí b ng cách 

1.7. 

Ta có th  th  y r ng m t tr i và CES có    ng tích

c i v    ng m t tr i s d       

   ng m t tr    s n xu      i d ng nhiên lic s d ng các nhiên li  ng m t tr i

ng CAES d a trên công ngh  tua-n

t cháy nhiên li u hóa th ng khí th i có th là m t   

m i quan tâm v   

liu có v   n t

ng cách s d thc ph i m t c a ngành công nghi  ng có th  c

gi

 M c dù có r t nhi u h     thng      i, tuy nhiên không có h  th duy nhng t t c các yêu c u   cho mt  ng - là , có tui

th lâu dài, chi phí th p, m  cao, hi u qu o, và   ca thân thin vi

 ng M i h th ng          có ph m vi 

ng d ng phù h p PHS, CAES,  quy ,   to , pin nhiên

24

liu, nhiên li ng m t tr i, TES và CES phù h p v ng    i

d ng qu ng; Bánh   , t n và siêu t  n là phù h       ch   UPS th i gian ng n, trong khi pin,   , pin nhiên li u và pin kim lo i- a hn cho 

 c quy axit-  k thu t ; CAES, NiCd, NAS, ZEBRA Li-ion,  n, siêu

t , AL-TES và HT-TES   c phát tri n v m t k     thut và

    i; , pin   - ng m t trc phát tria CAES, pin kim lo i- , PHS, TES và CES th

    CAES có chi phí v n th p nh t trong s các    công ngh  phát tri n Pin kim lo i-không khí có kh    

 , và các pin nhiên lithng khác do suy  hóa h c v i th i gian ho   ng Pin kim lo i-

kcó thi gian s ng ít nh t là thp nht hin nay

 PHS, CAES,  , , pin nhiên lic xem là có m t s   ng tiêu ci vng do m t ho c nhit cháy, t  ng m nh, thi t h i c nh    

d ng d ch v công nghi   m và UPS

26



2.1.  BESS

2.1.1. 

ng khách hàng công nghi p  ch y các thi t  

b có yêu c u s      ng  trong kho ng th i gian  

   các chuy n m ch, là ph n t phi tuy      n bên trong

  c a vào c a m i thi t b      n t công su t có d ng không sin Hi n   

ng m t si c g i là méo d ng và d  n nhi u h u qu x u, trong    

  s công su t và các nhi    i v i h th ng cung cn M i thi t  

b  n t công su t là m t t i phi tuy    i vn T i này làm cho 

  n c a vào c a thi t b   n ci, b m t sin hay  méo d ng, và gi m h s công su t c a b n thân thi t b và c           n

28

Trong th c t   ng có dng H s  công su t theo cách hi n không còn phù h p và trong các phân tích 

i xu t phát t     d tính toán m i 

n th c t   c coi là t ng c ng, và m i dòng sin thành phc g i là m t hài Hài có t n s    thp nh t, b ng t n s dòng th    c



c và s n sàng cho các ho ng h quy có th  c xem

n mà suu ra không ph thu c vào  tình tr    l  ng x không  c

s n có và hi ng th c a m t chu k s    c/x 78%[2] Tuy nhiên, trong th c t    thu   gi i h n b i m t s y u    

30

u khi n t    x và th i gian chuy  i c a h th ng Các   

 trong m t  ng c Thyristor GTO ho c 

 ng c c c ng cách ly) Ch t   bán d n IGBT có yêu c  i i v , làm cho mô

t n  ch  ch chuyu khi

ho c n p PCS chuy         ng cách b t các cht bán d n áp trong m i cu n dây bi  

Thành phbao g t b chuy n m ch, c  n thit phù h p v    t b  u khi u hành và giao ti p v i h   thng giám sát máy ch H  thu khin

có ba chu khi n h   th theo dõi m c phí, yêu c u s c/x, và các ho ng liên quan; giám sát vi c cung c p ngu n và chuy   th     u khi n thi t b  PCS 

 



 Cup và th c p riêng bi t nhau t       

u ra cô lc bi t quan tr ng  cho s an toàn trong các  ng d ng off- line

33

có th  c th hi t  a c PBy, l i ích (F o) là

m t hàm tuy n tính c  a PB

BESS L i ích là t l   thun v i giá tr c a f ph    thuc vào: Te, Te,

v   t

nh ng h n ch v t lý c    a   b ng cách s d ng m t mô hình   thích h p c a   

là m    nói n u m t giao d ch mong mu n là th     

cht có th cho pin, và n u có th    l Thi t h i s    c

    t ch  a t       xchúng ta có th tránh m t cách s d   t nhu

c u t t  a thut toán DP L ch trình x  

 n m trong ph m vi t 50 kV   (50.000 V), 100 kV (100.000 V), 69

kV (69.000 V) ng t 110-220KV 

 n là m t ph n c a h th    n

cho c k t n i v i h th ng ph truy      ng truy n t i và h    thng cung cn (n truyn

tn, h  thng phân phc s d    i g i s

nh c n trên m t kho i ng n T i M , h     thng phân ph i ho     ng kho ng t      n 50

kV i phân ph i trung áp (6-35kV)do s   n