디젤 발전기 세트와 에너지 저장 장치 간의 조정

디젤 발전기 세트와 에너지 저장 시스템 간의 협력은 현대 전력 시스템, 특히 마이크로그리드, 백업 전원, 재생에너지 통합과 같은 시나리오에서 신뢰성, 경제성, 그리고 환경 보호를 향상시키는 중요한 솔루션입니다. 다음은 두 시스템의 협력적 작동 원리, 장점, 그리고 일반적인 적용 시나리오입니다.
1. 핵심 협력 방식
피크 쉐이빙
원리: 에너지 저장 시스템은 전기 소비량이 낮은 기간(저비용 전기 또는 디젤 엔진의 잉여 전력 사용)에 충전하고, 전기 소비량이 높은 기간 동안 방전하여 디젤 발전기의 고부하 작동 시간을 줄입니다.
장점: 연료 소비량 감소(약 20~30%), 장치 마모 최소화, 유지 보수 주기 연장.
부드러운 출력(램프 속도 제어)
원리: 에너지 저장 시스템은 부하 변동에 신속하게 대응하여 디젤 엔진 시동 지연(보통 10~30초)과 규정 지연의 단점을 보완합니다.
장점: 디젤 엔진의 잦은 시동 정지를 피하고, 안정적인 주파수/전압을 유지하며, 정밀 장비에 전력을 공급하는 데 적합합니다.
블랙 스타트
원리: 에너지 저장 시스템은 디젤 엔진을 빠르게 시동하기 위한 초기 전원으로 사용되어, 기존 디젤 엔진이 시동을 위해 외부 전원이 필요하다는 문제를 해결합니다.
장점: 비상 전원 공급의 안정성을 향상시켜 전력망 장애(예: 병원, 데이터 센터) 상황에 적합합니다.
하이브리드 재생 에너지 통합
원리: 디젤 엔진을 태양광/풍력 발전과 에너지 저장 장치와 결합하여 재생 에너지 변동을 안정화하고, 디젤 엔진은 백업 역할을 합니다.
장점: 연료를 50% 이상 절감할 수 있어 탄소 배출량이 줄어듭니다.
2. 기술 구성의 핵심 사항
구성 요소 기능 요구 사항
디젤 발전기 세트는 가변 주파수 작동 모드를 지원하고 에너지 저장 충전 및 방전 일정에 적응해야 합니다(예: 자동 부하 감소가 30% 미만일 때 에너지 저장으로 전환).
에너지 저장 시스템(BESS)은 단기 충격 부하에 대처하기 위해 리튬 철 인산 배터리(장수명 및 높은 안전성) 및 전력 유형(예: 1C-2C)의 사용을 우선시합니다.
에너지 관리 시스템(EMS)에는 다중 모드 스위칭 로직(그리드 연결/오프 그리드/하이브리드)과 동적 부하 분배 알고리즘이 필요합니다.
양방향 컨버터(PCS)의 응답시간은 20ms 이내로, 디젤엔진의 역동작을 방지하기 위한 원활한 스위칭을 지원합니다.
3. 일반적인 적용 시나리오
섬 마이크로그리드
태양광+디젤엔진+에너지 저장장치, 디젤엔진은 밤이나 흐린 날에만 시동이 걸리므로 연료비가 60% 이상 절감됩니다.
데이터 센터용 백업 전원 공급 장치
에너지 저장은 디젤 엔진이 시동된 후 순간적인 정전을 방지하기 위해 공유 전력 공급을 통해 5~15분 동안 중요한 부하를 지원하는 것을 우선시합니다.
광산 전력 공급
에너지 저장은 굴삭기와 같은 충격 하중을 처리할 수 있으며, 디젤 엔진은 고효율 범위(70~80% 부하율)에서 안정적으로 작동합니다.
4. 경제적 비교 (1MW 시스템을 예로 들어)
구성 계획 초기 비용(10000위안) 연간 운영 및 유지 보수 비용(10000위안) 연료 소비량(L/년)
순수 디젤 발전기 세트 80-100 25-35 150000
디젤+에너지 저장(30% 피크 절감) 150-180 15-20 100000
재활용 주기 : 보통 3~5년 (전기 가격이 높을수록 재활용이 빠릅니다)
5、주의사항
시스템 호환성: 디젤 엔진 조속기는 에너지 저장 개입(예: PID 매개변수 최적화) 중에 빠른 전력 조정을 지원해야 합니다.
안전 보호: 과도한 에너지 저장으로 인해 디젤 엔진이 과부하되는 것을 방지하기 위해 SOC(충전 상태)에 대한 엄격한 차단 지점(예: 20%)을 설정해야 합니다.
정책 지원: 일부 지역에서는 "디젤 엔진+에너지 저장" 하이브리드 시스템에 대한 보조금을 제공합니다(예: 중국의 2023년 새로운 에너지 저장 시범 정책).
디젤 발전기 세트와 에너지 저장 장치의 조합은 합리적인 구성을 통해 "순수 백업"에서 "스마트 마이크로그리드"로의 업그레이드를 달성할 수 있으며, 이는 기존 에너지에서 저탄소 에너지로의 전환을 위한 실질적인 솔루션입니다. 구체적인 설계는 부하 특성, 지역 전기 요금 및 정책 등을 종합적으로 고려하여 평가되어야 합니다.