Видове приложения и характеристики на микромрежови проекти
1. Концепцията за микромрежа
Microgrid е концепция, свързана с традиционната голяма електрическа мрежа. Отнася се до мрежа, съставена от множество разпределени източници на енергия и свързаните с тях товари според определена топологична структура. Това е ефективен начин за реализиране на активна разпределителна мрежа, трансформираща традиционните електрически мрежи в интелигентни мрежи. преход.
Микромрежата включва шестте основни области на производство на енергия, съхранение на енергия, разпределение, потребление на електроенергия, диспечиране и комуникации. Може да работи както в режим на свързана към мрежата, така и в изолирана мрежа и има висока степен на надеждност и стабилност.
2. Приложение на микромрежа
Пазарът на приложения на микромрежи е разделен основно на следните четири аспекта: 1. Домашна микромрежа: Това пазарно приложение все още е относително ограничено в Китай и повечето микромрежи интегрират оптично съхранение и зареждане. 2. Микромрежа на индустриалния парк: Тази област е широко използвана. 3. Островна микромрежа: Разработете производство на фотоволтаична и вятърна енергия на островите, за да разрешите проблема със стабилността и безопасността на островната електроенергия. 4. Микромрежа в отдалечени/без електрозахранване зони: Изградете микро мултиенергийна допълнителна мрежа, за да решите проблема с липсата на електрозахранване в отдалечени райони.
Микромрежата може да работи върху мрежата или на остров. Цялата система е проектирана да бъде plug-and-play, подобрявайки гъвкавостта и надеждността на захранването. Микромрежата за съхранение на енергия може да се използва и като резервно захранване, използвайки функцията си за черно стартиране; освен това може да участва в регулирането на главната мрежа чрез местната система за енергиен мениджмънт.
3. Видове микромрежи
(1) Комуникационна микромрежа
AC микромрежата е основно технология за свързване на разпределена енергия чрез AC шина, която свързва производството на вятърна енергия, производството на дизелова енергия, фотоволтаиците и съхранението на енергия към системата. И накрая, цялата система е свързана към голямата електрическа мрежа чрез интелигентни разпределителни шкафове, за да образува проста AC Micronet. Приложението на този вид променливотокова микромрежа е много типично в настоящите приложения или проекти за съхранение на енергия в микромрежа, а технологията е сравнително зряла и приложението е много гъвкаво. Както при всички микромрежови технологии за съхранение на енергия, за доставчиците на оборудване или системните интегратори е относително лесно да постигнат системна интеграция.
Този тип AC микромрежа е по-подходяща за островни микромрежи. Тъй като в сравнително широки райони на острова фотоволтаиците могат да се използват за допълване на енергията и в съчетание със система за съхранение на енергия, когато товарът не може да бъде консумиран напълно, оставащото електричество може първо да се съхранява и след това да захранва товара през нощта. Когато цялата система не може да генерира електричество в дъждовни дни, можете да помислите за добавяне на дизелов генератор, който да го използвате като резервен източник на енергия.
Характеристики на AC микромрежата: 1. Системният дизайн на AC микромрежата може да поддържа работа в мрежа или работа извън мрежата. 2. Цялата система има широк диапазон на мощност на достъп и гъвкав дизайн и може да бъде свързана към фотоволтаична енергия, вятърна енергия, суперкондензатори и други видове батерийни системи за съхранение на енергия. 3. Подкрепете прилагането на стълбови батерии. Батериите могат да бъдат свързани към множество разклонения, за да се намали паралелното свързване на батерийни пакети. 4. Цялата микромрежа на системата за променлив ток може да бъде направена в дизайн на контейнер, който интегрира фотоволтаици, съхранение на енергия и батерии. В ситуации, когато капацитетът е относително малък, батерията за съхранение на енергия заема относително голяма площ. Ако системното устройство е поставено в определена зона и няма място, може да се постави контейнер на открито и да се опакова като цяло.
Ключовите технологии на комуникационната микромрежа: 1. Стратегията за управление на енергията на микромрежата, чрез управление на работния статус на товара в микромрежата, осигурява икономична и надеждна работа на микромрежата. За да се създаде микромрежа, управлението на енергията, планирането и контролът на политиката са незаменими на заден план. 2. Технологията за безпроблемно превключване в мрежата и извън мрежата гарантира надеждността на електрозахранването за важни товари в микромрежата и играе важна роля в безопасната и надеждна работа на голямата електрическа мрежа. 3. Функцията VSG увеличава инерцията на системата и поддържа стабилността на системното напрежение и честота.
(2) DC микромрежа
DC микромрежите се използват главно в станции за зареждане на електрически превозни средства, индустриални и търговски паркове и някои ситуации на аварийно захранване. Съставът на системата основно отчита две точки: 1. Максимизиране на ролята на фотоволтаиците. Тъй като фотоволтаичните сектори и секторите за съхранение на енергия са незаменими в микромрежата, а съхранението на енергия е основният компонент на цялото микромрежово оборудване. Фотоволтаичното производство на електроенергия обикновено е постоянен ток. DC мощността, генерирана от фотоволтаици, се интегрира в DC шина чрез междинно устройство, а батерията е свързана към системата чрез DC преобразувател в средата. По този начин фотоволтаичното генериране на енергия не е необходимо да се обръща и след това да се коригира обратно, за да се зареди батерията. Цялата ефективност на преобразуването на системата ще бъде много висока. 2. Понастоящем технологията за зареждане на електрическите превозни средства използва главно зареждащи колони с променлив ток или зареждащи колони с постоянен ток. Енергията на такива зареждащи купчини идва от променлив ток. Микромрежа за постоянен ток е изградена, за да тече енергията чрез зареждане с постоянен ток преобразуване на постоянен ток за директно зареждане на електрически превозни средства. Максимално подобряване на ефективността на преобразуване и ефективността на използване на системата. Цялата система е свързана към мрежата чрез преобразувателя за съхранение на енергия, който играе допълнителна роля. Когато фотоволтаичната енергия е недостатъчна или захранване на натоварване, източник на постоянен ток и други подобни товари се нуждаят от захранване, мощността може да бъде извлечена от мрежата; когато фотоволтаичната консумация на енергия не е достатъчна. Когато приключите, можете да използвате оставащата мощност, за да се свържете с интернет.
Характеристики на DC микромрежата: 1. DC микромрежата приема технология за свързване на DC шина, за да намали загубите при преобразуване на AC в DC. 2. Използвайте пълноценно фотоволтаичното производство на енергия, за да постигнете енергиен баланс в микромрежовата система. 3. Намалете до минимум капацитета за разпределение на електроенергия от страната на мрежата, тъй като много товари черпят енергия от мрежата, когато се доставя енергия, и капацитетът на конфигурацията на трансформатора от страната на мрежата ще бъде много голям. Ако има много DC товари, DC микромрежата може да се използва за решаване на проблема. 4. Като просто аварийно захранване, това аварийно захранване не може да постигне безпроблемно превключване на захранването като конвенционален UPS, но забавянето на превключването може да се контролира в рамките на 15 милисекунди.
Ключови технологии на DC microgrid 1. Система за управление на енергията, която използва набор от софтуер за стратегически контрол и планиране на системната енергия. 2. Технология за съгласуване на импеданса на DC преобразувател. Тази верига за съгласуване на импеданса може да намали въздействието върху резонансната честота на резонансната верига на преобразувателя, когато филтърната верига и изходното натоварване се променят, така че резонансната честота на резонансната верига на преобразувателя да е само в широк диапазон по време на работа. промени в малък честотен диапазон, за да се осигури висока ефективност на преобразуване на преобразувателя и да се опрости веригата за управление на преобразувателя. 3. Технологията за разпределено съвместно управление на сегментирани шини гарантира стабилността на сътрудничеството и адаптивността на системата.
(3) AC и DC хибридна микромрежа
AC и DC хибридната микромрежа съчетава всички характеристики на предишните два типа микромрежа и е много мощна. Комбинацията от цялата система изисква много високо оборудване и технологии. В аспекти като съхранение на енергия и PCS, ако координацията и контролът на разпределения енергиен достъп до цялата система не се управляват правилно, системата ще бъде парализирана. AC и DC хибридните микромрежи могат да се използват широко в сценарии като острови, зони без електричество и индустриални и търговски паркове.
Технологично решение и приложение за контейнерно съхранение на енергия от 1 MWh
(1) Микромрежово решение за съхранение на енергия
Основни компоненти като интегрирани батерии, BMS, преобразуватели, интелигентни комутационни шкафове и EMS са поставени в контейнер, което може да се постигне с 40-футов контейнер. Това интегрирано решение може да се приложи при пиково бръснене и честотна модулация на електроцентрали за съхранение на енергия или използване на каскадни батерии, ситуации на аварийно захранване и някои търговски приложения за пиково бръснене и пълнене на долини.
2. Решения за съхранение на енергия в електроцентрали
Цялата система на електроцентрала за съхранение на енергия е сравнително голяма по мащаб. Аз лично препоръчвам PCS и частите на батерията да бъдат разделени и поставени в отделен контейнер. Това ще бъде по-разумно по отношение на поддръжката и вентилацията и разсейването на топлината на батерията.
3. Решение за съхранение на енергия в шкаф
Всичко в едно решение за съхранение на енергия е подходящо за малки търговски приложения за съхранение на енергия. Поставяйки PCS и батерийните модули в шкаф, цялата система заема сравнително малко пространство.
Дизайн на 1MWh контейнер за съхранение на енергия
Дизайнът на контейнера за съхранение на енергия от 1 MWh е разделен главно на две части:
1. Отделение за батерии: Отделението за батерии включва основно 1MWh батерия, стойка за батерии, BMS контролен шкаф, пожарогасителен шкаф с хептафлуоропропан, охлаждащ климатик, осветление със сензор за дим, камера за наблюдение и др. Батерията трябва да бъде оборудвана със съответната система за управление на BMS . Типовете батерии могат да бъдат литиево-железни батерии, литиеви батерии, оловно-въглеродни батерии и оловно-киселинни батерии. Оловно-киселинните батерии имат ниска енергийна плътност и големи размери. Стандартен 40-футов контейнер може да не е в състояние да ги побере. Текущият основен стандартен дизайн е 1MWh литиево-желязо-фосфатна батерия. Охлаждащият климатик се настройва в реално време спрямо температурата в склада. Камерите за наблюдение могат дистанционно да следят състоянието на работа на оборудването в склада. И накрая, може да се създаде отдалечен клиент, който да наблюдава и управлява работното състояние и състоянието на батерията на оборудването в склада чрез клиента или приложението.
2. Склад за оборудване: Складът за оборудване включва главно PCS и EMS контролни шкафове. PCS може да контролира процеса на зареждане и разреждане, да извършва AC и DC преобразуване и може директно да захранва AC товари, когато няма електрическа мрежа. При прилагането на системи за съхранение на енергия функцията и ролята на EMS са относително важни. По отношение на разпределителната мрежа, EMS събира главно състоянието на захранването в реално време на електрическата мрежа чрез комуникация с интелигентни измервателни уреди и следи промените в мощността на товара в реално време. Контролирайте автоматичното генериране на електроенергия и оценете безопасността на състоянието на енергийната система. В система с 1 MWh съотношението PCS към батерия може да бъде 1:1 или 1:4 (акумулатор на енергия PCS 250kWh, батерия 1MWh).
Конструкцията за разсейване на топлината на преобразувателя от контейнерен тип 1MW приема дизайн с разпределение напред и изпускане назад. Този дизайн е подходящ за електроцентрали за съхранение на енергия, които поставят всички PCS в един и същ контейнер.
Окабеляването, каналите за поддръжка и дизайнът на разсейване на топлината на вътрешната система за електроразпределение на контейнера са интегрирани и оптимизирани, за да улеснят транспортирането на дълги разстояния и да намалят последващите разходи за поддръжка.
3. Състав на стандартен разтвор за съхранение на MW енергия
Стандартното решение за съхранение на MW енергия интегрира батерии, BMS, PCS и EMS. Повечето системи използват PCS като основно основно оборудване и предоставят персонализирани решения за съхранение на енергия на едно гише чрез интегриране на батерии, BMS и EMS.
Микромрежата за съхранение на енергия се превърна в ключовата инфраструктура на енергийния Интернет
- Ролята на микромрежата за съхранение на енергия в енергийния интернет
Съществува едно към едно съответствие между съхранението на енергия и интернет. Енергията в съхранението на енергия съответства на данните в Интернет; батерията е така нареченото хранилище на енергия, което съответства на кеша в Интернет; двупосочното устройство за преобразуване на конвертора за съхранение на енергия съответства на ролята на рутера в Интернет; микромрежата в съхранението на енергия Тя е еквивалентна на локална мрежа; всички данни и устройства, събрани заедно, образуват енергийния интернет, който е еквивалентен на структурата на интернет.
2. Приложение на съхранение на енергия
От страна на производството на електроенергия: решете проблема с изоставянето на вятъра и светлината и стабилизирането на колебанията. Понастоящем процентът на изоставяне на вятъра в някои райони достига 10%-15%, а процентът на изоставяне на светлината достига 15%-20%. Оборудван със съхранение на енергия от страна на производството на електроенергия, производството на електроенергия може да бъде стабилизирано и въздействието върху електрическата мрежа ще бъде значително намалено.
Страна на мрежата: Участвайте в регулирането на честотата на електрическата мрежа, за да подобрите стабилността. Понастоящем някои места на пазара за регулиране на честотата използват топлинна енергия за регулиране на честотата, но времето за реакция и цикълът на регулиране на честотата на топлинната мощност са относително дълги. Изходната мощност за съхранение на енергия се променя много бързо и обикновено може да реагира в рамките на 10 секунди. Честотната модулация на съхранение на енергия има предимства в сравнение.
Потребителска страна: съхранение на енергия, пиково бръснене и пълнене на долината и печелене на разликата в цената на електроенергията пик-долина.
Предизвикателства и пречки при разработването на микромрежи за съхранение на енергия
В момента целият пазар за съхранение на енергия е в хладно състояние, главно поради две причини: Първо, политика и цена. Субсидиите на държавата за електрически превозни средства са много големи. Следователно, след предоставяне на субсидии за системи за съхранение на енергия или батерии, цената на цялата система ще бъде намалена, първоначалната инвестиция ще бъде намалена, а приходите от системата ще се увеличат. Второто е техническото ниво. На първо място, все още има ограничения и технически трудности при развитието на активни дистрибуторски мрежи; все още предстои проучване на технологиите за управление на енергията; трябва да се подобри координираната и оптимизирана технология на работа на микромрежите и големите електрически мрежи; адаптивността на мрежата на преобразувателите за съхранение на енергия По отношение на поддържащата технология за електрическата мрежа има технически изисквания и прагове за производителите на PCS за съхранение на енергия. Хората смятат, че политиката и разходите са основните проблеми в момента.
Възможности и перспективи в развитието на микромрежи за съхранение на енергия
(1) Високата степен на навлизане на фотоволтаичната и вятърната енергия поставя предизвикателства пред стабилността на електрическата мрежа. Проучванията са установили, че максималният процент на проникване на фотоволтаичното производство на електроенергия обикновено не надвишава 25%-50%. В противен случай електрическата мрежа може да претърпи повишаване на напрежението, колебания на напрежението, причинени от промени в облака, и мащабни прекъсвания, причинени от ниско напрежение и колебания в честотата.
(2) Реформата в електроенергетиката активира пазара за съхранение на енергия от страна на потребителя. С по-нататъшния спад на разходите за съхранение на енергия, подобряването на системата за пикови и ниски цени на електроенергията, установяването на механизми за компенсация като пикови цени на електроенергията и управление на търсенето и разработването на различни услуги с добавена стойност от страна на потребителя пазарът на енергия ще се появи пазарът за съхранение на енергия от страна на потребителя. Това се превърна в една от основните области за търговско приложение на съхранение на енергия в моята страна.
(3) С бързата експлозия на пазара на електрически превозни средства, ефективното рециклиране на захранващи батерии и реализирането на последователно използване на батериите се превърнаха в един от важните въпроси при разработването на нови енергийни превозни средства и бяха поставени на дневен ред. Пазарът за бъдещи автомобилни батерии Много голям.
(4) Оптичната микромрежова система за съхранение и зареждане има инвестиционна стойност. Това е схема за управление и разпределение на енергията, която използва цялостно зелената енергия и има големи икономически и екологични ползи.
Предимства на многоклоновата технология за съхранение на енергия при използване на ешелонна батерия
Ключови технологии за ешелонно използване
За ешелонното използване на излезли от употреба захранващи батерии на електрически превозни средства обикновено трябва да преминат през следните процеси: рециклиране на излезли от употреба батерии, разглобяване на батерийния ПАКЕТ на единични клетки, скрининг на батерията и класификация на производителността и прегрупиране на батериите в батерийни модули за ешалонна употреба или ОПАКОВАЙТЕ. Тест за поддръжка на балансиране на басейна
Когато захранващата батерия бъде оттеглена, целият пакет се разглобява от колата. Различните модели имат различни дизайни на батерии и техните вътрешни и външни структурни дизайни, методи за свързване на модули и технологии на процеса са различни, което означава, че е невъзможно да се използва една поточна линия за разглобяване, за да се поберат всички батерии и вътрешни модули. След това, по отношение на разглобяването на батерията, е необходимо да се извърши гъвкава конфигурация и да се прецизира линията за разглобяване на секции. Когато се формулира процесът на операция по разглобяване за различни батерийни пакети, е необходимо да се използват повторно съществуващите секции на поточната линия, доколкото е възможно. и процеси за подобряване на оперативната ефективност и намаляване на повтарящите се инвестиции.
За поетапно използване е най-разумно да се разглоби на ниво модул, а не на ниво клетка, тъй като връзките между клетките обикновено са лазерно заваряване или други твърди процеси на свързване, което прави изключително трудно разглобяването без повреда. Като се имат предвид разходите и ползите, печалбата надвишава загубата.
Ключови технологии за ешелонно използване
PCS приема модулно многоразклонно решение, което може по-добре да намали броя на паралелните връзки на батерийните пакети. Зареждането и разреждането на всяка батерия не се влияят взаимно.
Болките, решени чрез многоразклонена технология: 1. Елиминирайте проблемите с циркулацията, причинени от паралелното свързване на различни батерийни пакети. 2. Намалете сложния процес на проверка след каскадно използване на батерии, намалете разходите за повторно използване на каскадни батерии и подобрете ефективността на рециклиране и стойността на използване на каскадните батерии. 3. Могат да се свързват батерии от различни производители на батерии, за да се подобри гъвкавостта на системата. 4. BMS използва технологично решение за активно балансиране, което може да увеличи максимално балансираната защита на батерията.
Технически предимства
1. Модулният дизайн на PCS за съхранение на енергия има висока стабилност. Отказът в един режим не засяга работата на други модули. Производството на модули е удобно, бързо и ефективно.
2. По отношение на потребителската стойност, системата може да бъде включена за добавяне на модули, премахване, подмяна и поддръжка, като един модул може да бъде заменен в рамките на 10 минути; модулна излишна паралелна връзка избягва загубата на ресурси; поддържа многократен енергиен достъп, което го прави удобен и гъвкав.
3. Използвайки ефективна тристепенна топологична технология и добавяйки преобразуване на нулево ниво, издържаното напрежение на IGBT е половината от двустепенното и загубата при превключване е малка; тристепенният има по-висока честота на превключване и индуктивността на изходния филтър е намалена; тристепенното има още едно напрежение на стълбата на слоя, формата на вълната на изходния ток е по-близка до синусоида, хармоничното съдържание е малко и факторът на мощността е 0.99. По отношение на фактора на мощността, той може да се регулира по желание от -1 до 1.
4. Независим дизайн на разсейване на топлината. Модулът приема слоеста структура за изолиране на основния контролен център и основните нагревателни компоненти; използва се независим въздуховод, за да се гарантира, че въздушната кухина има достатъчно въздушно налягане. В сравнение със смесен въздуховод, топлинният дизайн е по-добър.
Дискусия относно приложението на интегрирано оптично съхранение и технология за зареждане
Типичният режим на приложение на оптично съхранение и зареждане е AC microgrid режимът. Основната му архитектура включва AC шина, фотоволтаици, зарядни колони, съхранение на енергия и батерии и т.н. Системата може да работи в мрежата или извън нея. Системата може да бъде оборудвана и с превключващо оборудване извън мрежата за безпроблемно превключване.
Прилагането на оптично съхранение и зареждане ще се развие в мулти-енергийно допълващо се състояние в бъдеще. В по-късен период не само фотоволтаиците и съхранението на енергия, но и топлинни натоварвания, термопомпи, разпределени енергийни източници и т.н. ще бъдат свързани към тази система, постепенно еволюирайки в огромна микромрежова система.
