エネルギー貯蔵システム-再生可能エネルギー支援ソリューションは、主に AC 並列接続と DC 結合の 2 つのタイプに分類されます。
図に示すように、AC 並列接続ソリューションとは、太陽光発電インバータや風力タービン コンバータなどの再生可能エネルギー電力電子グリッド接続機器を指し、AC 電力網を介してエネルギー貯蔵コンバータ（PCS）に接続されます。{0} EMS の統合された調整と制御の下で、山取りと谷埋め、予測精度の向上、平滑化などの機能が実行されます。
AC 並列接続方式の主な利点には、デバイス間の単純かつ明確な電気接続、機能的デカップリング、および機器の開発および製造プロセスの標準化が容易であることが含まれます。主な欠点は、回線と接続機器のコストが高いこと、PCS に必要な制御応答速度が速いこと、複数のエネルギー変換の効率が低いことです。
この結合方式では、ほとんどの再生可能エネルギー グリッド接続発電システムに固有の DC リンクを効果的に利用し、バッテリー エネルギー貯蔵デバイスを直接追加して、再生可能エネルギー電力の複数回の電力変換を削減できます。{0}これにより、システムのグリッド接続とエネルギー貯蔵効率が向上します。また、既存の再生可能エネルギーの系統接続機器と系統接続チャネルを直接利用するため、AC 機器の拡張の必要がなくなり、ハードウェアの投資コストが削減されます。ただし、制御システムと既存の再生可能エネルギー系統接続機器との間には結合があり、その緊密さは元の再生可能エネルギー システムの系統接続制御方法によって異なります。{4}}
図に示すように、フルパワーの風力タービン グリッド-に接続されたコンバータを例にとると、通常、AC-DC-AC「バックツーバック」構造です。-グリッド-側コンバータは DC- 側電圧調整モードで動作し、タービン-側コンバータは風力タービン電力制御モードまたはトルク制御モードで動作します。この 2 つは DC 側で分離され、独立して制御されます。DC 側の大きなコンデンサバンクはバッファおよびデカップリング機構として機能します。したがって、一定容量の BESS を DC 側に接続して統合風力およびエネルギー貯蔵システムを形成することで、風力タービンの系統接続電力を適切に制御し、風力タービン システム、特に風力タービン コンバータの制御に重大な影響を与えることなく、時間の経過とともにエネルギーを転送することができます。
その基本的な制御原理は次のとおりです。ローカル コントローラは、ピーク シェービングやバレー フィリング、予測精度の向上、平滑化などの動作モードを設定し、グリッド ディスパッチ情報を統合して、特定の瞬間における風力発電システムの合計グリッド{0}}接続電力目標コマンド ∑P* を生成します。-風力タービンの発電量を監視します P北東蓄電システムの状態と蓄電システムの状態をリアルタイムで総合的に計算し、蓄電システムの充放電制御指令P*を生成します。ベス:
BESS は DC/DC コンバータを通じて風力タービンを制御し、P* を追跡しますベス風力タービンコンバータのDC側とバッテリーの間でエネルギーの貯蔵と放出を達成するためのコマンド。系統-側コンバータは整流器モードで動作し、DC 側電圧 Vde を安定させて、風力タービンの系統に接続された合計出力 ∑P を達成します。-:
エネルギー貯蔵システムの SOC が重大な過充電状態にある場合、ローカル コントローラーは出力コマンド P* も制限する必要があります。北東風力タービンの電力制限された動作を実現するために、風力タービンのマスター コントローラーをスケジュールすることで風力タービンの電力を制御します。{0}}
制御システムの簡略図を図に示します。 V直流そしてUグリッド風力タービンコンバータのDC-側電圧と系統の相電圧の実効値にそれぞれ対応します。私ベス, I直流, I北東と私グリッドエネルギー貯蔵システムの充放電電流、風力タービン系統-側コンバータの DC 電流（電流-側バス コンデンサ バンクから系統-側コンバータ IGBT ブリッジ アームに流れる）、風力タービン機械-側コンバータの DC 電流（機械-側コンバータ IGBT ブリッジ アームから DC- 側バス コンデンサ バンクに流れる）に対応します。風力タービンの系統{6}}接続電流-側コンバータ（すなわち、風力発電システムの系統-接続電流-の合計）。
二次給電誘導発電機（DFIG）風力タービンの場合、発電システム（P北東）はローター{0}側とステーター-側の両方の出力電力で構成されており、ローカル コントローラーはエネルギー貯蔵システムの電力コマンドを計算する際にこれらを総合的に考慮する必要があります。
風力発電システムでは、系統{1}側コンバータとタービン-側コンバータの両方が、制御アルゴリズムを変更することなく、元の DC{3}} 側電圧調整制御モードとタービン-側電力制御モードを維持していることがわかります。ただし、ローカル コントローラーがエネルギー貯蔵システムとメインの風力タービン制御システムの統合制御を実現するには、風力発電システムのステータス情報をタイムリーかつ正確に取得することが重要です。{6}}
並列太陽光発電 - DC システムの制御スキームを図に示します。この制御方式は太陽光発電インバータの動作には影響せず、常にエネルギー貯蔵システムのピーク-負荷モードまたは短期電力-制限モードで動作します-。エネルギー貯蔵システムは、ローカル コントローラーと連携して、急速な電力調整を実行して、太陽光発電貯蔵システムの系統接続電力を許容制御誤差帯域幅内に維持します。{6}}
新しいエネルギー源の系統接続を支援することは、BESS (Balanced Energy Storage System) の非常に重要な応用分野です。制御時間スケールの観点から見ると、これは 1 時間ごとのピークの充填と、分単位の予測精度の向上と変動の平滑化に分けられます。{1}前者は、既存の送電網の容量を最大限に活用して新しいエネルギー源に対応し、電力削減を実現します。
再生可能エネルギーのグリッド接続を支援することは、Baseline Energy Saving System (BESS) の重要な応用分野です。タイムスケールの観点から見ると、これは 1 時間ごとのピークの削減と谷の埋め合わせ、および予測精度と変動の平滑化における分単位の改善に分けられます。-前者は、既存の送電網の再生可能エネルギー容量を最大限に活用し、従来の設備予備量を削減し、または長期にわたる再生可能エネルギーの削減を回避するために重要です。後者は、再生可能エネルギーの発電量予測技術と組み合わせることで、再生可能エネルギーの送電網接続の計画と配電可能性を改善し、送電網の利便性を高め、送電網の高速周波数調整リソースの占有を削減します。
実際のプロジェクトでは、ピークカットとバレーフィリングのアプリケーションには、数時間分の電力を蓄えたり放出したりできる BESS システムが必要であり、大容量のバッテリー ユニットが必要です。{0}}現在のビジネス モデルでは、この機能を単に適用するだけでは不経済であることが多く、季節的に経済効果が減少するという重大なリスクを伴います。しかし、再生可能エネルギーの発電予測精度と BESS の電力制御アルゴリズムが継続的に改善されているため、分{3}}レベルの BESS- 支援による再生可能エネルギーのグリッド接続機能をピークカットおよびバレーフィルプロジェクトに統合することは完全に可能です。これにより、プロジェクトは、EMS またはローカル コントローラによる統合管理下で、タイムシェアリングまたは同時に、包括的なアプリケーションを実行できるようになり、プロジェクト全体の経済効率が向上します。{6}}さらに、予測精度と平滑化機能を向上させるための電力と容量の構成要件を考慮すると、これらのアプリケーションのほとんどには、低電力、高周波電力-タイプのエネルギー貯蔵が含まれています。{8}したがって、これらの機能の追加は、既存の山-削りと谷を埋める-プロジェクトの構成に与える影響は比較的限定的であり、技術的には実現可能です。