Забезпечення електроенергією торгово-розважальних центрів: розумні системи зберігання енергії для економії стабільності та сталого розвитку
Ⅰ. Енергетичні виклики та значення систем зберігання енергії у торгових центрах
Як комерційні комплекси з високим споживанням енергії, торгові центри мають специфічні характеристики споживання електроенергії:
- Велика різниця між піковими та низькими цінами: Ціни на електроенергію під час піку (наприклад, 8:00-11:00, 17:00-22:00) втричі-вчетверо вищі, ніж під час нічного низького періоду.
- Сильна волатильність навантаження: Концентровані старт-стоп операції обладнання, таких як HVAC (40%), освітлення (25%) та ліфти (15%), призводять до несподіваних стрибків споживання електроенергії.
- Високі вимоги до стабільності електропостачання: Відключення електроенергії призводить до збоїв в POS-системах, системах безпеки та холодильно-морозильному обладнанні, що призводить до значних фінансових втрат.
Системи зберігання енергії зменшують витрати на електроенергію на 20%–40% та підвищують надійність мережі завдяки трьом ключовим функціям: зменшення пікового споживання, управління попитом та аварійне резервування.
Ⅱ. Дизайн архітектури системи
1. Конфігурація апаратного забезпечення
|
Компонент |
Технічні характеристики |
Функція |
|
Акумулятор (ESS) |
Літіє-ферум-фосфатні (LFP) клітини (циклова довговічність ≥6,000 циклів) |
Висока безпека, довгий термін служби; підтримує 2 зарядно-розрядні цикли на день |
|
Двобічний PCS |
Високочастотний інвертор (реакція <10 мс, ≥95% ефективність) |
Перетворення AC/DC; безперервне переключення між мережею та автономним режимом |
|
Розподільча панель з інтелектуальним управлінням |
Автоматичне переключення багатьох контурів |
Розподіляє енергію на критичні навантаження (наприклад, система пожежної безпеки, холодильно-морозильне обладнання) |
|
Система управління енергією (EMS) |
Прогнозування навантаження та оптимізація стратегій на основі штучного інтелекту |
Динамічно регулює графіки зарядки/розрядки для максимізації ROI |
2. Топологічна структура
• Гнучка інтеграція: Підтримує DC-зв'язок з сонячними фотоелементами або AC-зв'язок з мережею, адаптована для нових та реконструкційних проектів.
• Многорівнева надлишковість: Системи пожежної безпеки працюють незалежно (≥3 години резерву) для забезпечення аварійної евакуації.
Ⅲ. Ключові функції та сценарії застосування
1. Підвищення економічної ефективності
• Арбітраж пік-діп: Зарядка під час низького періоду (0:00-8:00) та розрядка під час піку; IRR досягає 13%-20%.
• Управління платами за попит: Згладжування кривих навантаження, зменшення плат за ємність трансформаторів (для користувачів >315 кВА).
• Доходи від реакції на попит: Участь у програмах згладжування піків мережі.
2. Забезпечення стабільності
• Безперервне резервування: Переключення на автономний режим <10 мс; нульові перебої для ліфтів та систем безпеки.
• Оптимізація якості електроенергії: Зменшення провалів напруги та гармонік для захисту чутливого обладнання (наприклад, дата-центри).
3. Інтеграція зеленої енергії
• Інтеграція PV-зберігання-зарядки:
o Сонячні панелі на даху → ESS зберігає зайву енергію → живлення зарядок електромобілів.
o Підвищує самоспоживання відновлюваної енергії до 80%, зменшує викиди CO₂.
Ⅳ. Інтелектуальні стратегії управління
|
Основні алгоритми EMS |
Стратегія |
Впровадження |
Перевага |
|
Динамічне управління піком-діпом |
Оптимізація часу зарядки/розрядки з використанням тарифів TOU та прогнозів навантаження |
2 цикли на день; максимізує доходи |
|
|
Управління попитом |
Реальний час моніторингу навантаження; ESS компенсує піки |
Зменшує витрати на модернізацію трансформаторів |
|
|
Багатоцільова оптимізація |
Балансування витрат (різниця цін) проти строку служби акумулятора (кількість циклів) |
Повертает срок службы системы до 10 лет |
Ⅴ. Впровадження та аналіз ROI
1. Процес впровадження
- Аудит навантаження: Аналіз історичних даних для виявлення пікових навантажень та критичного обладнання.
- Планування ємності: Розташування ESS на 20%-30% від загального навантаження (наприклад, 1 МВт навантаження → система 200 кВт/400 кВт·год).
- Інтеграція системи: Модульний всі-в-одному шафа; встановлення завершується за ≤2 тижні.
2. Модель повернення інвестицій
|
Пункт |
Значення |
Опис |
|
CAPEX |
¥1.2-1.5/Wh |
Включає обладнання, встановлення, доступ до мережі |
|
Структура річного доходу |
||
|
Дохід від пік-діпу |
60%-70% |
Різниця цін до ¥0.8/кВт·год |
|
Економія на платах за попит |
20%-30% |
Зменшення плат за ємність трансформаторів |
|
Період окупності |
5-7 років |
IRR >12% (включаючи субсидії) |
Ⅵ. Інновації: Від ефективності до "Нуль-вуглецевого торгового центру"
- Віртуальна електростанція (VPP):
o Агрегація ресурсів ESS торгових центрів для участі у спот-ринках, підвищення гнучкості доходів. - Управління углецевими активами:
o Квантіфікація зниження викидів через PV/ESS для углецевого обліку та зеленого фінансування. - Синергія інтелектуальних будівель:
o Інтеграція прогнозування потоку пасажирів на основі AI для динамічної налаштування навантаження HVAC/освітлення (наприклад, зменшення навантаження на 30% в зонах з низькою проходимістю).
