La coopération entre les groupes électrogènes diesel et les systèmes de stockage d'énergie constitue une solution importante pour améliorer la fiabilité, la rentabilité et la protection de l'environnement des réseaux électriques modernes, notamment dans des contextes tels que les micro-réseaux, les sources d'alimentation de secours et l'intégration des énergies renouvelables. Voici les principes de fonctionnement, les avantages et les cas d'application typiques de cette collaboration :
1. Méthode de coopération fondamentale
Rasage de pointe
Principe : Le système de stockage d'énergie se charge pendant les périodes de faible consommation d'électricité (en utilisant de l'électricité à bas coût ou l'énergie excédentaire des moteurs diesel) et se décharge pendant les périodes de forte consommation d'électricité, réduisant ainsi le temps de fonctionnement à charge élevée des générateurs diesel.
Avantages : Réduction de la consommation de carburant (environ 20 à 30 %), minimisation de l'usure de l'unité et allongement des cycles de maintenance.
Sortie progressive (contrôle de la vitesse de montée en puissance)
Principe : Le système de stockage d'énergie réagit rapidement aux fluctuations de charge, compensant les inconvénients du délai de démarrage du moteur diesel (généralement de 10 à 30 secondes) et du temps de réponse de la régulation.
Avantages : Évite les arrêts et démarrages fréquents des moteurs diesel, maintient une fréquence/tension stable, convient à l'alimentation électrique des équipements de précision.
Black Start
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 qui nécessitent 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 des énergies renouvelables
Principe : Le moteur diesel est associé à l'énergie photovoltaïque/éolienne et au stockage d'énergie pour stabiliser les fluctuations des énergies renouvelables, le moteur diesel servant de système 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 programmation de la charge et de la décharge du stockage d'énergie (par exemple, en étant 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 au lithium fer phosphate (à longue durée de vie et à haute sécurité) et de types de puissance (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 dynamiques.
Le temps de réponse du convertisseur bidirectionnel (PCS) est inférieur à 20 ms, permettant une commutation sans rupture pour éviter l'inversion de puissance du moteur diesel.
3. Scénarios d'application typiques
micro-réseau insulaire
Système photovoltaïque + moteur diesel + stockage d'énergie ; le moteur diesel ne démarre que la nuit ou par temps nuageux, ce qui réduit les coûts de carburant de plus de 60 %.
Alimentation de secours pour centre de données
Le stockage d'énergie privilégie l'alimentation des charges critiques pendant 5 à 15 minutes, avec une alimentation électrique partagée après le démarrage du moteur diesel afin d'éviter les coupures de courant momentanées.
Alimentation électrique de la mine
Le stockage d'énergie peut supporter les 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 (exemple d'un système de 1 MW)
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 (30 % d'écrêtement des pointes) 150-180 15-20 100 000
Cycle de recyclage : généralement 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 permettre un ajustement rapide de la puissance lors d'une intervention sur le stockage d'énergie (telle que l'optimisation des paramètres PID).
Protection de sécurité : Pour éviter la surcharge du moteur diesel due à un stockage d'énergie excessif, un seuil de coupure strict pour l'état de charge (SOC) (tel que 20 %) doit être défini.
Soutien politique : Certaines régions offrent des subventions pour le système hybride « moteur diesel + stockage d’énergie » (comme la nouvelle politique pilote chinoise de stockage d’énergie de 2023).
Grâce à une configuration judicieuse, l'association de groupes électrogènes diesel et de systèmes de stockage d'énergie permet de passer d'une simple alimentation de secours à un micro-réseau intelligent, solution pratique pour la transition énergétique vers une économie bas carbone. La conception spécifique doit être évaluée en fonction des caractéristiques de la charge, des prix locaux de l'électricité et des réglementations en vigueur.
Date de publication : 22 avril 2025
