bóng đá bóng đá tỷ lệSử dụng lưới điện siêu nhỏ để tạo điện cho thị trường bán buôn
Trình diễn công nghệ VRF với NEDO ở California, Hoa Kỳ
Các cơ sở lưu trữ bóng đá tỷ lệ mang đến cơ hội nâng cao độ tin cậy của lưới điện quốc gia
Tại Hoa Kỳ, California đã ban hành Dự luật 100 của Thượng viện, trong đó đặt ra mục tiêu đầy tham vọng về khí hậu là đạt được 100% điện không có carbon vào năm 2045. California cam kết đạt được mục tiêu này trong khi vẫn lưu ý đến độ tin cậy của lưới điện, trong đó bao gồm việc tìm cách cân bằng cung và cầu bóng đá tỷ lệ vào các giờ buổi sáng và buổi tối cao điểm khi khả năng phát điện quang điện ở mức thấp. Một giải pháp đã được đề xuất theo luật tiểu bang AB 2514, trong đó yêu cầu các nhà cung cấp tiện ích giúp lưu trữ bóng đá tỷ lệ tái tạo bằng cách giới thiệu các thiết bị pin. Ngoài ra, một chương trình mới đã được giới thiệu nhằm giúp thị trường điện bán buôn đảm bảo đủ doanh thu từ các cơ sở lưu trữ bóng đá tỷ lệ.
Trong bối cảnh đó, vào năm 2015, NEDO đã ký một biên bản ghi nhớ (MOU) với Văn phòng Phát triển Kinh tế và Kinh doanh của Thống đốc California (GO-Biz). Theo thỏa thuận này, một dự án trình diễn đã được khởi xướng để thúc đẩy việc phổ biến bóng đá tỷ lệ dòng oxi hóa khử vanadi với việc lựa chọn Sumitomo Electric làm nhà thầu phụ và với sự hợp tác từ Công ty Gas & Electric San Diego (SDG&E), một công ty tiện ích có trụ sở tại San Diego phục vụ 3,7 triệu khách hàng. Việc xây dựng cơ sở bóng đá tỷ lệ dòng chảy bắt đầu vào năm 2016 và cuộc trình diễn bắt đầu vào năm 2017. Giống như tất cả các dự án lớn giữa các đối tác toàn cầu, con đường dẫn đến cuộc trình diễn thành công đã tạo ra những cơ hội và cũng phải đối mặt với những thách thức.
Kazutoshi Nonami, Phó chủ tịch cấp cao của Sumitomo Electric USA, Inc. (SEUSA), giải thích: "Chúng tôi đã liên hệ với NEDO vào năm 2012 và đề xuất một dự án trình diễn bóng đá tỷ lệ dòng oxi hóa khử ở California. Sau khi nghiên cứu khả thi, đề xuất đã được chấp nhận. Hợp đồng của dự án trình diễn cần có sự thỏa thuận giữa bốn công ty, Sumitomo Electric, SEUSA, NEDO và SDG&E. Tuy nhiên, vì dự án trình diễn loại bóng đá tỷ lệ này là dự án đầu tiên nên chúng tôi không có mẫu. Chúng tôi đã soạn thảo một hợp đồng, bao gồm cả rủi ro kinh doanh và hiệu suất được đảm bảo ngay từ đầu, đồng thời trong quá trình đó, chúng tôi đã nhận ra lời hứa mà dự án trình diễn này đã đưa ra.”
Chúng tôi bắt đầu dự án trình diễn vào năm 2014.
Tối ưu hóa hoạt động của hệ thống bóng đá tỷ lệ dòng trong thị trường bán buôn
Yoshiyuki Nagaoka đảm nhận vị trí quản lý dự án của dự án trình diễn và chia sẻ: “Trong giai đoạn đầu tiên của dự án này, chúng tôi đã đánh giá các đặc tính cơ bản và độ tin cậy của pin dòng oxi hóa khử, sử dụng chế độ điều khiển của pin dòng 2.000 kW × 4 giờ (8.000 kWh) được lắp đặt tại trạm biến áp của SDG&E. Giai đoạn tiếp theo của dự án nhằm đánh giá hệ thống độ tin cậy, bao gồm cả việc cung cấp bóng đá tỷ lệ lưu trữ của pin để gửi đi thông qua Nhà điều hành Hệ thống Độc lập California (CAISO). Vì lý do đó, chúng tôi đã phát triển mối quan hệ tin cậy lẫn nhau với SDG&E. Tôi rất vui khi được làm việc với một cộng tác viên như SDG&E trong dự án trình diễn này đồng thời xây dựng mối quan hệ.”
Trạng thái thứ hai của việc vận hành pin dòng oxi hóa khử liên quan đến việc kết nối hệ thống pin với thị trường điện. Thị trường điện bán buôn yêu cầu công suất cung cấp bóng đá tỷ lệ điện trong thời gian dài để đối phó với sự thay đổi thời gian cung cấp bóng đá tỷ lệ cũng như khả năng điều chỉnh để cung cấp sản lượng trong thời gian ngắn, chẳng hạn như điều chỉnh tần số.
Riich Kitano, người lúc đó thuộc Innovation Core SEI, Inc. ở Hoa Kỳ và hiện đang làm việc cho Phòng Phát triển Hệ thống bóng đá tỷ lệ Dòng chảy, tham gia hoạt động trong thị trường điện bán buôn.
"Pin dòng oxi hóa khử có tính năng hoạt động không hạn chế về số chu kỳ sạc và xả. Điều này ngụ ý rằng pin dòng oxy hóa khử phù hợp để đáp ứng các yêu cầu sạc và xả ở hai chế độ: phản hồi tức thời và thời gian dài. Chúng tôi đã xác minh các kỹ thuật vận hành tối ưu trong các giờ và mùa cụ thể bằng cách kết hợp linh hoạt nhiều kế hoạch giao dịch trong thị trường bóng đá tỷ lệ, nơi cung cấp bóng đá tỷ lệ điện cần thiết trên thị trường và trong thị trường dịch vụ phụ trợ*, cung cấp dịch vụ điều chỉnh tần số và các dịch vụ khác.” Kitano nói.
Toshio Ooka, người tham gia dự án NEDO thuộc Phòng Phát triển Hệ thống bóng đá tỷ lệ Dòng chảy, đã hỗ trợ dự án trình diễn từ Nhật Bản cùng với Yuichi Ishiguro, người quản lý hợp đồng và quản lý chi phí trong Phòng Hành chính.
"Tôi đã tóm tắt tiến độ của dự án trình diễn liên quan đến các hạng mục kỹ thuật ở phía Hoa Kỳ và Nhật Bản và báo cáo với NEDO. Tôi cam kết duy trì sự tin cậy của NEDO bằng cách báo cáo dữ liệu trình diễn một cách chính xác và nhanh chóng. Tôi cảm thấy may mắn vì đã trải qua nhiều cột mốc quan trọng với dự án này và tôi mong muốn được chia sẻ kinh nghiệm của mình với các kỹ sư bóng đá tỷ lệ mới nổi," Ooka nói.
"Dự án trình diễn này là một nỗ lực phức tạp, quy mô lớn kéo dài hơn bảy năm. Lúc đầu, chúng tôi gặp phải nhiều khó khăn khác nhau, chẳng hạn như việc trì hoãn thực hiện ngân sách liên quan đến việc gia hạn công việc," Ishiguro cho biết. "Tuy nhiên, tôi đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc phối hợp và đàm phán với NEDO và các đối tác Hoa Kỳ của chúng tôi một cách thành công. Tôi cảm thấy vừa đạt được thành quả vừa có trách nhiệm nặng nề,"
* Thị trường dịch vụ phụ trợ: Các nhà vận hành hệ thống có nghĩa vụ duy trì tần số của hệ thống điện, mua các nguồn điện cần thiết để điều chỉnh tần số thông qua thị trường. Thị trường dịch vụ phụ trợ cung cấp khả bóng đá tỷ lệ điều tiết và khả bóng đá tỷ lệ dự trữ để cân bằng cung và cầu điện.
Màn trình diễn lưới điện siêu nhỏ được tiến hành lần đầu tiên ở Hoa Kỳ và Nhật Bản
Giai đoạn thứ ba và cũng là giai đoạn cuối cùng giới thiệu phần trình diễn đầu tiên trên thế giới về hoạt động “sử dụng kép” cho lưới điện siêu nhỏ pin dòng trong cả tình huống bình thường và khẩn cấp. Vì dễ dàng tăng công suất của pin dòng oxy hóa khử và chúng được trang bị để cung cấp khả năng phóng điện trong thời gian dài nên pin được kỳ vọng sẽ có hiệu quả trong các biện pháp lập kế hoạch kinh doanh liên tục cũng như tăng cường khả năng phục hồi của lưới điện trong các tình huống khẩn cấp. Pin dòng oxy hóa khử tận dụng tối đa sức mạnh của chúng trong lưới điện siêu nhỏ, trong trường hợp này là cung cấp dịch vụ bóng đá tỷ lệ cho các hộ gia đình và doanh nghiệp được xác định trước trong cộng đồng địa phương.
Một lưới điện siêu nhỏ dùng bóng đá tỷ lệ dòng oxy hóa khử làm nguồn điện đã được thử nghiệm bằng cách sử dụng mạng phân phối thực tế đã ngắt kết nối tạm thời khỏi hệ thống điện thương mại. SDG&E tin tưởng vào Sumitomo Electric tiến hành thử nghiệm vì mọi sự chuẩn bị có thể đều được thực hiện để giảm bớt bất kỳ sự bất tiện nào cho khách hàng. Chúng tôi đã chứng minh thành công rằng hệ thống này có thể cung cấp điện liên tục cho các khu vực mất điện như một nguồn điện độc lập lần đầu tiên ở Hoa Kỳ và Nhật Bản. Một loạt giai đoạn của dự án trình diễn đã được hoàn thành vào cuối năm 2021 và hệ thống này hiện đang được SDG&E vận hành.
Laurence Abcede, Giám đốc Tài nguyên bóng đá tỷ lệ Phân tán của SDG&E, đã nhìn lại dự án trình diễn như sau:
"Pin dòng oxy hóa khử đã hỗ trợ lưới điện khu vực và tiểu bang của chúng tôi với tỷ lệ khả dụng cao. Những loại pin này cũng chứng tỏ độ tin cậy và khả năng phục hồi của lưới điện trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch để mô phỏng lỗi hệ thống và kiểm tra pin dòng như một lưới điện siêu nhỏ chạy độc lập với lưới điện lớn hơn. Cuộc thử nghiệm đã thành công và SDG&E sẽ tiếp tục thu thập dữ liệu cũng như tối ưu hóa hoạt động khi chúng tôi tích hợp pin VRF vào lưới điện tổng thể và bộ lưu trữ bóng đá tỷ lệ của mình danh mục đầu tư.” Abcede nói.
Eitaro Omine, một quan chức của NEDO, đã đánh giá dự án như sau:
"Chúng tôi đã hoàn thành dự án thành công nhờ nỗ lực của Sumitomo Electric. Chúng tôi đã chứng minh không chỉ tính hiệu quả trong việc ổn định hệ thống mà còn chứng minh độ tin cậy cao của hệ thống với tỷ lệ khả dụng gần như 100%. Sự thành công của việc trình diễn lưới điện siêu nhỏ là một kết quả thuận lợi quan trọng. Dự án cũng trở thành một điển hình hợp tác tốt giữa Hoa Kỳ và Nhật Bản. Về mặt xã hội, chúng tôi kỳ vọng Sumitomo Electric sẽ giảm chi phí oxy hóa khử bóng đá tỷ lệ chảy,” Omine nói.
Toshikazu Shibata, Tổng Giám đốc Phòng Kỹ thuật Hệ thống bóng đá tỷ lệ Dòng chảy, là người chỉ huy toàn bộ dự án.
"Chúng tôi nhận thấy tiềm năng to lớn của pin dòng oxy hóa khử trong bối cảnh bóng đá tỷ lệ tái tạo ngày càng được sử dụng rộng rãi. Chúng tôi coi pin dòng oxy hóa khử của Sumitomo Electric là công nghệ tiên tiến. Tận dụng triệt để pin dòng oxy hóa khử, chúng tôi sẽ đẩy nhanh việc giới thiệu bóng đá tỷ lệ tái tạo và góp phần đạt được một xã hội trung hòa carbon," Shibata cho biết.
Chắc chắn rằng việc phổ biến bóng đá tỷ lệ dòng oxi hóa khử của Sumitomo Electric sẽ là một bước hướng tới một tương lai bền vững hơn.