La coopération entre groupes électrogènes diesel et systèmes de stockage d'énergie est une solution essentielle pour améliorer la fiabilité, la rentabilité et la protection de l'environnement des systèmes électriques modernes, notamment dans les contextes de micro-réseaux, de sources d'alimentation de secours et d'intégration des énergies renouvelables. Voici les principes de collaboration, les avantages et les cas d'application typiques de ces deux solutions :
1、 Méthode de coopération de base
Écrêtement des pointes
Principe : Le système de stockage d'énergie se charge pendant les périodes de faible consommation d'électricité (en utilisant de l'électricité à faible coût ou l'excédent d'énergie des moteurs diesel) et se décharge pendant les périodes de forte consommation d'électricité, réduisant ainsi le temps de fonctionnement à forte charge des générateurs diesel.
Avantages : Réduit la consommation de carburant (environ 20 à 30 %), minimise l’usure de l’unité et prolonge les cycles de maintenance.
Sortie lisse (contrôle de la vitesse de rampe)
Principe : Le système de stockage d'énergie réagit rapidement aux fluctuations de charge, compensant les défauts de délai de démarrage du moteur diesel (généralement 10 à 30 secondes) et de décalage de régulation.
Avantages : évite les démarrages et arrêts fréquents des moteurs diesel, maintient une fréquence/tension stable, convient pour alimenter des équipements de précision.
Démarrage noir
Principe : Le système de stockage d'énergie sert de source d'énergie initiale pour démarrer rapidement le moteur diesel, résolvant ainsi le problème des moteurs diesel traditionnels nécessitant une alimentation externe pour démarrer.
Avantage : améliore la fiabilité de l'alimentation électrique de secours, adaptée aux scénarios de panne du réseau électrique (tels que les hôpitaux et les centres de données).
Intégration hybride renouvelable
Principe : Le moteur diesel est combiné à l'énergie photovoltaïque/éolienne et au stockage d'énergie pour stabiliser les fluctuations des énergies renouvelables, le moteur diesel servant de secours.
Avantages : Les économies de carburant peuvent atteindre plus de 50 %, réduisant ainsi les émissions de carbone.
2、 Points clés de la configuration technique
Exigences fonctionnelles des composants
Le groupe électrogène diesel doit prendre en charge le mode de fonctionnement à fréquence variable et s'adapter à la planification de charge et de décharge du stockage d'énergie (par exemple, être pris en charge par le stockage d'énergie lorsque la réduction automatique de la charge est inférieure à 30 %).
Le système de stockage d'énergie (BESS) privilégie l'utilisation de batteries lithium fer phosphate (à longue durée de vie et haute sécurité) et de types d'alimentation (tels que 1C-2C) pour faire face aux charges d'impact à court terme.
Le système de gestion de l'énergie (EMS) doit disposer d'une logique de commutation multimode (connecté au réseau/hors réseau/hybride) et d'algorithmes de distribution de charge dynamique.
Le temps de réponse du convertisseur bidirectionnel (PCS) est inférieur à 20 ms, prenant en charge une commutation transparente pour éviter la puissance inverse du moteur diesel.
3、 Scénarios d'application typiques
Micro-réseau insulaire
Photovoltaïque + moteur diesel + stockage d'énergie, le moteur diesel ne démarre que la nuit ou par temps nuageux, réduisant les coûts de carburant de plus de 60 %.
Alimentation de secours pour centre de données
Le stockage d'énergie donne la priorité au soutien des charges critiques pendant 5 à 15 minutes, avec une alimentation électrique partagée après le démarrage du moteur diesel pour éviter les pannes de courant momentanées.
Alimentation électrique de la mine
Le stockage d'énergie peut supporter des charges d'impact telles que celles des excavatrices, et les moteurs diesel fonctionnent de manière stable dans la plage de rendement élevé (taux de charge de 70 à 80 %).
4. Comparaison économique (en prenant un système de 1 MW comme exemple)
Coût initial du plan de configuration (10 000 yuans) Coût annuel d'exploitation et de maintenance (10 000 yuans) Consommation de carburant (L/an)
Groupe électrogène diesel pur 80-100 25-35 150000
Diesel + stockage d'énergie (écrêtement de pointe de 30 %) 150-180 15-20 100 000
Cycle de recyclage : généralement de 3 à 5 ans (plus le prix de l'électricité est élevé, plus le recyclage est rapide)
5、 Précautions
Compatibilité du système : Le régulateur du moteur diesel doit prendre en charge un réglage rapide de la puissance lors d'une intervention de stockage d'énergie (comme l'optimisation des paramètres PID).
Protection de sécurité : pour éviter la surcharge du moteur diesel causée par un stockage d'énergie excessif, un point de coupure strict pour l'état de charge (SOC) (par exemple 20 %) doit être défini.
Soutien politique : certaines régions accordent des subventions pour le système hybride « moteur diesel + stockage d’énergie » (comme la nouvelle politique pilote de stockage d’énergie de la Chine en 2023).
Grâce à une configuration judicieuse, la combinaison de groupes électrogènes diesel et de stockage d'énergie permet de passer d'un simple système de secours à un micro-réseau intelligent, une solution pratique pour la transition des énergies traditionnelles vers les énergies bas carbone. La conception spécifique doit être évaluée en profondeur en fonction des caractéristiques de charge, des prix de l'électricité locaux et des politiques publiques.
Date de publication : 22 avril 2025
