بررسی جامع سیستمهای ذخیرهساز انرژی باتری برای تنظیم فرکانس اولیه در سیستمهای قدرت
Keywords:
تنظیم فرکانس, ذخیره‌سازی انرژی باتری, انرژی تجدیدپذیر, شبکه های مدرن انرژیAbstract
توسعه‌های اخیر در بخش برق نفوذ بالای منابع انرژی تجدیدپذیر را تشویق می‌کند. علاوه بر این، سیاست‌های جهانی به دنبال استقرار گسترده خودروهای الکتریکی و حل نگرانی‌های فزاینده در مورد تغییرات آب‌وهوا هستند. به دلیل ویژگی‌های غیرقابل کنترل این بارها، این بارها چالش‌های جدیدی را در شبکه‌های توزیع ایجاد کرده‌اند که باعث افزایش دشواری اپراتورهای سیستم توزیع برای تضمین عملکرد ایمن و قابل اعتماد شبکه شده است. نیروگاه‌های متداول وظیفه تنظیم فرکانس و حفظ ثبات شبکه برق را بر عهده داشته‌اند، اما با کاهش سهم آنها، توانایی تنظیم فرکانس نیز کاهش می‌یابد. سیستمهای ذخیره‌سازی انرژی باتری به‌عنوان یک راه‌حل وارد می‌شوند. این سیستم‌ها می‌توانند به‌سرعت پاسخ دهند و انرژی را در مقیاس بزرگ ذخیره و آزاد کنند، آنها می‌توانند نوسانات فرکانس را جبران کنند و ثبات شبکه را بهبود بخشند. سیستمهای ذخیره‌سازی انرژی باتری با ارائه پاسخ سریع و چگالی انرژی بالا، یک دارایی ارزشمند برای شبکه‌های برق مدرن هستند. این مقاله به بررسی جامع نقش سیستمهای ذخیره‌سازی انرژی باتری در تنظیم فرکانس اولیه و مزایای آنها در افزایش انعطاف‌پذیری و مقاومت شبکه می‌پردازد.
Downloads
References
1. Akram, U., Nadarajah, M., Shah, R., & Milano, F. (2020). A review on rapid responsive energy storage technologies for frequency regulation in modern power systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 120, 109626.
2. Zhu, D., & Zhang, Y. J. A. (2018). Optimal coordinated control of multiple battery energy storage systems for primary frequency regulation. IEEE Transactions on Power Systems, 34(1), 555-565.
3. Kundur, P. (2007). Power system stability. Power system stability and control, 10, 7-1.
4. Ahrari, M., Shirini, K., Gharehveran, S. S., Ahsaee, M. G., Haidari, S., & Anvari, P. (2024). A security-constrained robust optimization for energy management of active distribution networks with presence of energy storage and demand flexibility. Journal of Energy Storage, 84, 111024.
5. Sørensen, D. A., Pombo, D. V., & Iglesias, E. T. (2023). Energy storage sizing for virtual inertia contribution based on ROCOF and local frequency dynamics. Energy Strategy Reviews, 47, 101094.
6. Cheng, Y., Azizipanah-Abarghooee, R., Azizi, S., Ding, L., & Terzija, V. (2020). Smart frequency control in low inertia energy systems based on frequency response techniques: A review. Applied Energy, 279, 115798.
7. Tejaswi, P., & Gnana Swathika, O. V. (2023). A Review on Optimum Location and Sizing of DGs in Radial Distribution System. Integrated Green Energy Solutions Volume 2, 103-132.
8. Li, L., Zhu, D., Zou, X., Hu, J., Kang, Y., & Guerrero, J. M. (2023). Review of frequency regulation requirements for wind power plants in international grid codes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 187, 113731.
9. Gharehveran, S. S., Zadeh, S. G., & Rostami, N. (2023). Resilience-oriented planning and pre-positioning of vehicle-mounted energy storage facilities in community microgrids. Journal of Energy Storage, 72, 108263.
10. Buckspan, A., Aho, J., Fleming, P., Jeong, Y., & Pao, L. (2012, July). Combining droop curve concepts with control systems for wind turbine active power control. In 2012 IEEE Power Electronics and Machines in Wind Applications (pp. 1-8). IEEE.
11. Lyu, X., Xu, Z., & Zhao, J. (2018). A coordinated frequency control strategy for photovoltaic system in microgrid. Journal of International Council on Electrical Engineering, 8(1), 37-43.
12. Yan, G., Liang, S., Jia, Q., & Cai, Y. (2019). Novel adapted de‐loading control strategy for PV generation participating in grid frequency regulation. The Journal of Engineering, 2019(16), 3383-3387.
13. Gharehveran, S. S., Ghassemzadeh, S., & Rostami, N. (2022). Two-stage resilience-constrained planning of coupled multi-energy microgrids in the presence of battery energy storages. Sustainable Cities and Society, 83, 103952.
14. Kani, S. A. P., Wild, P., & Saha, T. K. (2018). Improving predictability of renewable generation through optimal battery sizing. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 11(1), 37-47.
15. Gammanpila, W., Jayasooriya, N., & Kularathna, A. S. (2024, May). Review on Economic Analysis of Grid-tied Battery Storage Systems and Optimization Strategies. In Proceedings of Conference on Transdisciplinary Research in Engineering (Vol. 1, No. 1).
16. Stein, K., Tun, M., Matsuura, M., & Rocheleau, R. (2018). Characterization of a fast battery energy storage system for primary frequency response. Energies, 11(12), 3358.
17. Lu, X., Sun, K., Guerrero, J. M., Vasquez, J. C., Huang, L., & Teodorescu, R. (2012, May). SoC-based droop method for distributed energy storage in DC microgrid applications. In 2012 IEEE International Symposium on Industrial Electronics (pp. 1640-1645). IEEE.
18. Fang, C., Tang, Y., Ye, R., Lin, Z., Zhu, Z., Wen, B., & Ye, C. (2020). Adaptive control strategy of energy storage system participating in primary frequency regulation. Processes, 8(6), 687.
19. Li, X., Huang, Y., Huang, J., Tan, S., Wang, M., Xu, T., & Cheng, X. (2014, October). Modeling and control strategy of battery energy storage system for primary frequency regulation. In 2014 International Conference on Power System Technology (pp. 543-549). IEEE.
20. Chatzigeorgiou, N. G., Theocharides, S., Makrides, G., & Georghiou, G. E. (2024). A review on battery energy storage systems: Applications, developments, and research trends of hybrid installations in the end-user sector. Journal of Energy Storage, 86, 111192.
21. Lei, B., Li, X. R., Huang, J. Y., & Tan, S. J. (2014). Droop configuration and operational mode setting of battery energy storage system in primary frequency regulation. Applied Mechanics and Materials, 448, 2235-2238.
22. Falope, T., Lao, L., Hanak, D., & Huo, D. (2024). Hybrid energy system integration and management for solar energy: A review. Energy Conversion and Management: X, 100527.
23. Toge, M., Kurita, Y., & Iwamoto, S. (2013, July). Supplementary load frequency control with storage battery operation considering SOC under large-scale wind power penetration. In 2013 IEEE Power & Energy Society General Meeting (pp. 1-5). IEEE.
24. Mao, S., Chen, J., & Liu, M. (2024). A review of the energy storage system as a part of power system: Modelling, simulation and prospect. Electric Power Systems Research, 233, 110448.
25. Ram Babu, N., Bhagat, S. K., Saikia, L. C., Chiranjeevi, T., Devarapalli, R., & García Márquez, F. P. (2023). A comprehensive review of recent strategies on automatic generation control/load frequency control in power systems. Archives of Computational Methods in Engineering, 30(1), 543-572.
26. Calero, F., Cañizares, C. A., & Bhattacharya, K. (2020). Dynamic modeling of battery energy storage and applications in transmission systems. IEEE Transactions on Smart Grid, 12(1), 589-598.
