Vrste aplikacija i karakteristike mikromrežnih projekata
1. Koncept mikromreže
Microgrid je koncept u odnosu na tradicionalnu veliku električnu mrežu. Odnosi se na mrežu sastavljenu od više distribuiranih izvora napajanja i njihovih povezanih opterećenja prema određenoj topološkoj strukturi. To je efikasan način da se realizuje aktivna distributivna mreža, transformišući tradicionalne električne mreže u pametne mreže. tranzicija.
Mikromreža uključuje šest glavnih područja proizvodnje električne energije, skladištenja energije, distribucije, potrošnje električne energije, dispečerstva i komunikacija. Može raditi iu mrežnom povezivanju iu izolovanom mrežnom načinu rada i ima visok stepen pouzdanosti i stabilnosti.
2. Primjena mikromreže
Tržište primjene mikromreža uglavnom je podijeljeno na sljedeća četiri aspekta: 1. Kućna mikromreža: Ova tržišna primjena je još uvijek relativno ograničena u Kini, a većina mikromreža integrira optičko skladištenje i punjenje. 2. Mikromreža industrijskog parka: Ovo područje se široko koristi. 3. Ostrvska mikromreža: Razviti fotonaponsku i proizvodnju energije vjetra na otocima kako bi se riješio problem stabilnosti i sigurnosti otočne električne energije. 4. Mikromreža u udaljenim područjima/područjima bez napajanja: Izgradite mikro multienergetsku komplementarnu mrežu kako biste riješili problem nedostatka napajanja u udaljenim područjima.
Mikromreža može raditi na mreži ili na ostrvu. Čitav sistem je dizajniran da bude plug-and-play, poboljšavajući fleksibilnost i pouzdanost napajanja. Mikromreža za skladištenje energije može se koristiti i kao rezervno napajanje, koristeći funkciju crnog pokretanja; osim toga, može učestvovati u regulaciji glavne mreže kroz lokalni sistem upravljanja energijom.
3. Vrste mikromreža
(1) Komunikacioni mikronet
AC mikromreža je uglavnom tehnologija spajanja distribuirane energije kroz AC sabirnicu, koja povezuje proizvodnju energije vjetra, proizvodnju energije dizela, fotonaponske i skladištenje energije u sistem. Konačno, cijeli sistem je povezan sa velikom električnom mrežom preko inteligentnih distributivnih ormara kako bi se formirala jednostavna AC Micronet. Primjena ove vrste mikromreža naizmjenične struje vrlo je tipična u trenutnim aplikacijama ili projektima za skladištenje energije mikromreža, a tehnologija je relativno zrela i aplikacija je vrlo fleksibilna. Kao i kod svih mikromrežnih tehnologija za skladištenje energije, dobavljačima opreme ili sistemskim integratorima relativno je lako postići integraciju sistema.
Ovaj tip AC mikromreže je pogodniji za otočne mikromreže. Budući da se u relativno širokim područjima ostrva fotonaponski uređaji mogu koristiti za dopunu energije, a zajedno sa sistemom za skladištenje energije, kada se opterećenje ne može u potpunosti potrošiti, preostala električna energija se može prvo pohraniti, a zatim napajati opterećenje noću. Kada cijeli sistem ne može proizvesti električnu energiju u kišnim danima, možete razmisliti o dodavanju dizel generatora kako biste ga koristili kao rezervni izvor energije.
Karakteristike mikromreže naizmenične struje: 1. Dizajn sistema AC mikromreže može podržati rad povezan na mrežu ili rad van mreže. 2. Cijeli sistem ima širok raspon pristupne snage i fleksibilan dizajn, a može se povezati na fotonaponsku energiju, energiju vjetra, superkondenzatore i druge tipove sistema baterija za skladištenje energije. 3. Podržite primenu merdevina baterija. Baterije se mogu povezati na više grana kako bi se smanjilo paralelno povezivanje baterija. 4. Čitava mikromreža sistema naizmenične struje može biti napravljena u dizajnu kontejnera koji integriše fotonapon, skladište energije i baterije. U situacijama kada je kapacitet relativno mali, baterija za skladištenje energije zauzima relativno veliku površinu. Ako je sistemski uređaj postavljen u određenom prostoru i nema prostora, kontejner se može postaviti na otvorenom i pakirati kao cjelina.
Ključne tehnologije komunikacione mikromreže: 1. Strategija upravljanja energijom mikromreže, upravljanjem radnim statusom opterećenja u mikromrežu, osigurava ekonomičan i pouzdan rad mikromreže. Za formiranje mikromreže, upravljanje energijom, planiranje i kontrola politike su neophodni u pozadini. 2. On-grid i off-grid tehnologija bešavne komutacije osigurava pouzdanost napajanja za važna opterećenja u mikromreži i igra važnu ulogu u sigurnom i pouzdanom radu velike električne mreže. 3. VSG funkcija povećava inerciju sistema i održava stabilnost napona i frekvencije sistema.
(2) DC mikromreža
DC mikromreže se uglavnom koriste u stanicama za punjenje električnih vozila, industrijskim i komercijalnim parkovima i nekim situacijama u slučaju hitnog napajanja. Sastav sistema uglavnom uzima u obzir dvije tačke: 1. Maksimiziranje uloge fotonapona. Zato što su fotonaponski sektori i sektori za skladištenje energije nezamjenjivi u mikromreži, a skladištenje energije je osnovna komponenta cjelokupne opreme mikromreže. Proizvodnja fotonaponske energije je općenito jednosmjerna struja. DC snaga koju generiše fotonapon je integrisana u DC sabirnicu preko međuuređaja, a baterija je povezana sa sistemom preko DC pretvarača u sredini. Na ovaj način, fotonaponska proizvodnja energije ne mora biti invertirana, a zatim ispravljena natrag kako bi se baterija napunila. Ukupna efikasnost konverzije sistema će biti veoma visoka. 2. Trenutno, tehnologija punjenja električnih vozila uglavnom koristi AC punjenja gomile ili DC punjenja gomile. Energija takvih punjača dolazi iz naizmjenične struje. DC mikromreža je napravljena da struji energiju kroz DC punjenje DC konverzijom za direktno punjenje električnih vozila. Maksimalno Poboljšajte efikasnost konverzije i efikasnost korišćenja sistema. Čitav sistem je povezan na mrežu preko pretvarača za skladištenje energije, koji ima komplementarnu ulogu. Kada je fotonaponska energija nedovoljna ili opterećuje napajanje, DC izvor i druga slična opterećenja trebaju napajanje, struja se može crpiti iz mreže; kada fotonaponska potrošnja energije nije dovoljna. Kada završite, možete iskoristiti preostalu snagu za povezivanje na Internet.
Karakteristike DC mikromreže: 1. DC mikromreža usvaja tehnologiju spajanja DC magistrale kako bi se smanjili gubici AC u DC konverzije. 2. Iskoristite u potpunosti fotonaponsku proizvodnju energije za postizanje ravnoteže energije u mikromrežnom sistemu. 3. Minimizirajte kapacitet distribucije energije na strani mreže, jer mnoga opterećenja crpe energiju iz mreže kada se napaja, a kapacitet konfiguracije transformatora na strani mreže će biti vrlo velik. Ako postoji mnogo DC opterećenja, DC mikromreža se može koristiti za rješavanje problema. 4. Kao jednostavno napajanje u nuždi, ovo napajanje u nuždi ne može postići besprijekorno prebacivanje napajanja kao konvencionalni UPS, ali se kašnjenje prebacivanja može kontrolisati unutar 15 milisekundi.
Ključne tehnologije DC mikromreže 1. Sistem upravljanja energijom, koji koristi set softvera za stratešku kontrolu i planiranje energije sistema. 2. Tehnologija usklađivanja impedancije DC pretvarača. Ovaj sklop za usklađivanje impedancije može smanjiti utjecaj na rezonantnu frekvenciju rezonantnog kola pretvarača kada se filterski krug i izlazno opterećenje mijenjaju, tako da je rezonantna frekvencija rezonantnog kola pretvarača samo unutar širokog raspona tokom rada. promjene unutar malog frekventnog opsega kako bi se osigurala visoka efikasnost konverzije pretvarača i pojednostavio upravljački krug pretvarača. 3. Tehnologija distribuirane kolaborativne kontrole segmentiranih sabirnica osigurava stabilnost saradnje i prilagodljivost sistema.
(3) AC i DC hibridna mikromreža
AC i DC hibridna mikromreža kombinuje sve karakteristike prethodna dva tipa mikromreža i veoma je moćna. Kombinacija cijelog sistema zahtijeva vrlo visoku opremu i tehnologiju. U aspektima kao što su skladištenje energije i PCS, ako se koordinacijom i kontrolom distribuiranog pristupa energiji cijelom sistemu ne rukuje na odgovarajući način, sistem će biti paraliziran. AC i DC hibridne mikromreže mogu se široko koristiti u scenarijima kao što su otoci, područja bez struje i industrijski i komercijalni parkovi.
1MWh tehnologija za skladištenje energije u kontejnerima rešenje i primena
(1) Micromrežno rješenje za pohranu energije
Osnovne komponente kao što su integrisane baterije, BMS, pretvarači, inteligentni razvodni ormari i EMS su smešteni u kontejner, što se može postići sa kontejnerom od 40 stopa. Ovo integrirano rješenje može se primijeniti u brijanju vrhova i frekvencijskoj modulaciji elektrana za skladištenje energije, ili korišćenju kaskadnih baterija, u situacijama napajanja u nuždi i nekim komercijalnim aplikacijama za brijanje vrhova i punjenje doline.
2. Rješenja za skladištenje energije u elektrani
Čitav sistem elektrane za skladištenje energije je relativno velikog obima. Lično preporučujem da se dijelovi PCS-a i baterije razdvoje i stave u posebnu posudu. Ovo će biti razumnije u smislu održavanja i ventilacije i odvođenja topline baterije.
3. Rešenje za skladištenje energije u ormaru
Sve u jednom rješenje za skladištenje energije pogodno je za male komercijalne aplikacije za skladištenje energije. Postavljanjem PCS-a i baterijskih modula u ormarić, cijeli sistem zauzima relativno mali prostor.
Dizajn kontejnera za skladištenje energije od 1MWh
Dizajn spremnika za skladištenje energije od 1MWh uglavnom je podijeljen na dva dijela:
1. Odeljak za baterije: Odeljak za baterije uglavnom uključuje bateriju od 1MWh, stalak za baterije, BMS kontrolni orman, heptafluorpropan ormar za gašenje požara, klima uređaj za hlađenje, osvetljenje za detekciju dima, kameru za nadzor, itd. Baterija mora biti opremljena odgovarajućim BMS sistemom upravljanja . Tipovi baterija mogu biti litijum-gvozdene baterije, litijumske baterije, olovno-karbonske baterije i olovno-kiselinske baterije. Olovne baterije imaju malu gustoću energije i velike su veličine. Standardni kontejner od 40 stopa možda neće moći da ih primi. Trenutni mainstream standardni dizajn je litijum-gvozdeno-fosfatna baterija od 1MWh. Rashladni klima uređaj se prilagođava u realnom vremenu prema temperaturi u skladištu. Nadzorne kamere mogu daljinski pratiti radni status opreme u skladištu. Konačno, može se formirati udaljeni klijent za praćenje i upravljanje radnim statusom i statusom baterije opreme u skladištu putem klijenta ili aplikacije.
2. Skladište opreme: Skladište opreme uglavnom uključuje PCS i EMS kontrolne ormare. PCS može kontrolirati proces punjenja i pražnjenja, izvoditi AC i DC konverziju i može direktno napajati AC opterećenja kada nema električne mreže. U primjeni sistema za skladištenje energije, funkcija i uloga EMS-a su relativno važne. Što se tiče distributivne mreže, EMS uglavnom prikuplja stanje električne energije električne mreže u realnom vremenu putem komunikacije sa pametnim brojilima i prati promjene u snazi opterećenja u realnom vremenu. Kontrolirajte automatsku proizvodnju energije i procijenite sigurnost statusa elektroenergetskog sistema. U sistemu od 1MWh, omjer PCS-a prema bateriji može biti 1:1 ili 1:4 (skladište energije PCS 250kWh, baterija 1MWh).
Dizajn odvođenja topline 1MW konvertorskog tipa ima dizajn distribucije naprijed i stražnjeg pražnjenja. Ovaj dizajn je pogodan za elektrane za skladištenje energije koje sve PCS stavljaju u isti kontejner.
Ožičenje, kanali za održavanje i dizajn odvođenja toplote unutrašnjeg sistema za distribuciju energije kontejnera su integrisani i optimizovani da bi se olakšao transport na velike udaljenosti i smanjili naknadni troškovi održavanja.
3. Sastav standardnog MW rješenja za skladištenje energije
Standardno MW rješenje za skladištenje energije integrira baterije, BMS, PCS i EMS. Većina sistema koristi PCS kao osnovnu osnovnu opremu i pruža prilagođena rješenja za skladištenje energije na jednom mjestu integracijom baterija, BMS-a i EMS-a.
Mikromreža za skladištenje energije postala je ključna infrastruktura energetskog Interneta
- Uloga mikromreže za skladištenje energije u energetskom internetu
Postoji korespondencija jedan na jedan između skladištenja energije i interneta. Energija u skladištu energije odgovara podacima na Internetu; baterija je takozvano skladište energije, što odgovara keš memoriji na Internetu; uređaj za dvosmjernu konverziju pretvarača za skladištenje energije odgovara ulozi rutera na Internetu; mikromreža u skladištu energije Ekvivalentna je lokalnoj mreži; svi podaci i uređaji zajedno čine Energetski Internet, koji je ekvivalentan strukturi Interneta.
2. Primjena skladištenja energije
Strana proizvodnje električne energije: riješite problem napuštanja vjetra i svjetlosti i stabilizirajte fluktuacije. Trenutno, stopa napuštanja vjetra u nekim područjima dostiže 10%-15%, a stopa napuštanja svjetlosti dostiže 15%-20%. Opremljen sa skladištem energije na strani proizvodnje električne energije, proizvodnja električne energije se može stabilizovati i uticaj na električnu mrežu će biti znatno smanjen.
Strana mreže: Učestvujte u regulaciji frekvencije električne mreže kako biste poboljšali stabilnost. Trenutno, neka mjesta na tržištu regulacije frekvencije koriste toplinsku energiju za regulaciju frekvencije, ali vrijeme odziva i ciklus regulacije frekvencije toplotne energije su relativno dugi. Izlazna snaga za skladištenje energije mijenja se vrlo brzo i općenito može odgovoriti u roku od 10 sekundi. Frekvencijska modulacija skladištenja energije ima prednosti u poređenju.
Korisnička strana: skladištenje energije, vršno brijanje i punjenje doline, i zarada razlike u cijeni električne energije između vrhova i dolina.
Izazovi i prepreke u razvoju mikromreža za skladištenje energije
Trenutno je cijelo tržište skladištenja energije u laganom stanju, uglavnom iz dva razloga: prvo, politika i cijena. Državne subvencije za električna vozila su veoma velike. Dakle, nakon davanja subvencija za sisteme za skladištenje energije ili baterije, cijena cijelog sistema će se smanjiti, početna investicija će se smanjiti, a prihod sistema će se povećati. Drugi je tehnički nivo. Prije svega, još uvijek postoje ograničenja i tehničke poteškoće u razvoju aktivnih distributivnih mreža; još uvijek treba istražiti istraživanje tehnologije upravljanja energijom; potrebno je poboljšati koordiniranu i optimiziranu tehnologiju rada mikromreža i velikih energetskih mreža; prilagodljivost mreže pretvarača za skladištenje energije U pogledu tehnologije podrške za električnu mrežu, postoje tehnički zahtjevi i pragovi za proizvođače PCS-a za skladištenje energije. Ljudi misle da su politika i troškovi trenutno glavna pitanja.
Mogućnosti i izgledi u razvoju mikromreža za skladištenje energije
(1) Visoka stopa prodora fotonaponske energije i energije vjetra predstavlja izazov za stabilnost električne mreže. Studije su otkrile da maksimalna stopa penetracije fotonaponske proizvodnje energije općenito ne prelazi 25%-50%. U suprotnom, električna mreža može doživjeti porast napona, fluktuacije napona uzrokovane promjenama oblaka i velika isključenja uzrokovana niskim naponom i fluktuacijama frekvencije.
(2) Reforma električne energije je aktivirala tržište skladištenja energije na strani korisnika. Daljnjim padom troškova skladištenja energije, poboljšanjem sistema vršnih i nižih cijena električne energije, uspostavljanjem kompenzacijskih mehanizama kao što su vršne cijene električne energije i upravljanje na strani potražnje, te razvojem različitih usluga s dodanom vrijednošću na strani korisnika tržište energije, pojavit će se tržište skladištenja energije na strani korisnika. To je postalo jedno od glavnih područja za komercijalnu primjenu skladištenja energije u mojoj zemlji.
(3) Uz brzu eksploziju tržišta električnih vozila, efektivna reciklaža električnih baterija i realizacija uzastopnog korištenja baterija postali su jedno od važnih pitanja u razvoju novih energetskih vozila, te su stavljeni na dnevni red. Tržište budućih akumulatora za automobile Veoma veliko.
(4) Mikromrežni sistem optičkog skladištenja i punjenja ima investicionu vrednost. To je shema upravljanja i raspodjele energije koja sveobuhvatno koristi zelenu energiju i ima visoke ekonomske i ekološke koristi.
Prednosti tehnologije skladištenja energije sa više grana u ešalonskom korištenju baterija
Ključne tehnologije za korištenje ešalona
Za ešalonsko korištenje penzionisanih akumulatora električnih vozila, obično je potrebno proći sljedeće procese: recikliranje penzionisanih baterija, rastavljanje baterijskog paketa na pojedinačne ćelije, pregled baterija i klasifikacija performansi, te ponovno grupiranje baterija u ešalonske module baterija ili PACK. Ispitivanje održavanja balansiranja bazena
Kada se akumulator povuče, cijeli paket se rastavlja iz automobila. Različiti modeli imaju različite dizajne baterija, a njihov unutrašnji i vanjski dizajn konstrukcije, načini povezivanja modula i procesne tehnologije su različiti, što znači da je nemoguće koristiti jednu liniju za demontažu kako bi se uklopili svi paketi baterija i interni moduli. Zatim, u smislu demontaže baterije, potrebno je izvršiti fleksibilnu konfiguraciju i dotjerati montažnu liniju za demontažu u sekcije. Kada se formuliše proces rastavljanja za različite pakete baterija, potrebno je ponovo koristiti postojeće delove montažne linije što je više moguće. i procesi za poboljšanje operativne efikasnosti i smanjenje ponovljenih ulaganja.
Za korištenje korak po korak, najrazumnije ga je rastaviti na nivo modula, a ne na nivo ćelije, jer su veze između ćelija obično lasersko zavarivanje ili drugi procesi krutog povezivanja, što ga čini izuzetno teškim za rastavljanje bez oštećenja. Uzimajući u obzir troškove i koristi, dobitak je veći od gubitka.
Ključne tehnologije za korištenje ešalona
PCS usvaja modularno rješenje s više ogranaka, koje može bolje smanjiti broj paralelnih veza baterija. Punjenje i pražnjenje svake baterije ne utiču jedno na drugo.
Bolne tačke riješene tehnologijom s više grana: 1. Uklonite probleme cirkulacije uzrokovane paralelnim povezivanjem različitih baterija. 2. Smanjite složeni proces skrininga nakon kaskadne upotrebe baterija, smanjite troškove ponovne upotrebe kaskadnih baterija i poboljšajte efikasnost recikliranja i upotrebnu vrijednost kaskadnih baterija. 3. Baterije različitih proizvođača baterija mogu se povezati kako bi se poboljšala fleksibilnost sistema. 4. BMS usvaja tehnološko rješenje za aktivno balansiranje, koje može maksimizirati uravnoteženu zaštitu baterije.
Tehničke prednosti
1. Modularni dizajn PCS-a za skladištenje energije ima visoku stabilnost. Kvar u jednom modu ne utiče na rad drugih modula. Proizvodnja modula je zgodna, brza i efikasna.
2. U smislu korisničke vrijednosti, sistem se može uključiti radi dodavanja, uklanjanja, zamjene i održavanja modula, a jedan modul se može zamijeniti u roku od 10 minuta; modularna redundantna paralelna veza izbjegava gubitak resursa; podržava višestruki pristup energiji, što ga čini praktičnim i fleksibilnim.
3. Koristeći efikasnu tehnologiju topologije na tri nivoa i dodavanjem konverzije nultog nivoa, otporni napon IGBT-a je upola manji od dva nivoa i gubitak pri prebacivanju je mali; trostepeni ima višu frekvenciju prebacivanja i induktivnost izlaznog filtera je smanjena; trostepeni ima još jedan merdevinasti napon sloja, talasni oblik izlazne struje je bliži sinusnom talasu, sadržaj harmonika je mali, a faktor snage je 0.99. Što se tiče faktora snage, može se podesiti po želji od -1 do 1.
4. Nezavisni dizajn odvođenja topline. Modul usvaja slojevitu strukturu da izoluje glavni kontrolni centar i glavne komponente grijanja; koristi se nezavisni zračni kanal kako bi se osiguralo da zračna šupljina ima dovoljan tlak zraka. U poređenju sa mješovitim zračnim kanalom, toplinski dizajn je bolji.
Diskusija o primjeni tehnologije integriranog optičkog skladištenja i punjenja
Tipičan način primjene optičkog skladištenja i punjenja je AC mikromrežni način rada. Njegova glavna arhitektura uključuje sabirnicu naizmjenične struje, fotonaponsku opremu, punjenja, skladište energije i baterije, itd. Sistemom se može upravljati na mreži ili van mreže. Sistem takođe može biti opremljen sa komutatorskom opremom van mreže za besprekorno prebacivanje.
Primjena optičke memorije i punjenja će se u budućnosti razviti u multienergetsko komplementarno stanje. U kasnijem periodu na ovaj sistem će biti priključeni ne samo fotonaponski aparati i skladištenje energije, već i toplotna opterećenja, toplotne pumpe, distribuirani izvori energije itd., postepeno evoluirajući u ogroman mikromrežni sistem.
