Typy aplikací a charakteristiky projektů mikrosítí
1. Koncept mikrosítě
Microgrid je koncept příbuzný tradiční velké energetické síti. Označuje síť složenou z více distribuovaných zdrojů energie a jejich souvisejících zátěží podle určité topologické struktury. Je to efektivní způsob, jak realizovat aktivní distribuční síť, přeměnit tradiční energetické sítě na chytré sítě. přechod.
Mikrosíť zahrnuje šest hlavních oblastí výroby elektřiny, skladování energie, distribuce, spotřeby elektřiny, dispečink a komunikace. Může pracovat v režimu připojení k síti i v režimu izolované sítě a má vysoký stupeň spolehlivosti a stability.
2. Aplikace mikrosítě
Aplikační trh mikrosítí se dělí hlavně na následující čtyři aspekty: 1. Domácí mikrosíť: Tato tržní aplikace je v Číně stále relativně omezená a většina mikrosítí integruje optické úložiště a nabíjení. 2. Microgrid průmyslového parku: Tato oblast je hojně využívána. 3. Ostrovní mikrosíť: Vyvinout výrobu fotovoltaické a větrné energie na ostrovech s cílem vyřešit problém stability a bezpečnosti ostrovní energie. 4. Mikrosíť ve vzdálených oblastech/oblastech bez napájení: Vybudujte mikrosíť s více energetickými zdroji, která vyřeší problém nedostatku napájení ve vzdálených oblastech.
Mikrosíť může fungovat na mřížce nebo na ostrůvku. Celý systém je navržen jako plug-and-play, což zlepšuje flexibilitu a spolehlivost napájení. Mikrosíť pro akumulaci energie lze také použít jako záložní zdroj energie pomocí funkce černého startu; kromě toho se může podílet na regulaci hlavní sítě prostřednictvím místního systému energetického managementu.
3. Typy mikrosítí
(1) Komunikační mikrosíť
Střídavá mikrosíť je především spojovací technologií distribuované energie prostřednictvím AC sběrnice, která k systému propojuje výrobu větrné energie, výrobu dieselové energie, fotovoltaiku a skladování energie. Nakonec je celý systém připojen k velké elektrické síti prostřednictvím inteligentních rozvodných skříní a tvoří jednoduchý AC Micronet. Aplikace tohoto druhu AC mikrosítě je velmi typická v současných mikrosíťových aplikacích nebo projektech pro ukládání energie a technologie je relativně vyspělá a aplikace je velmi flexibilní. Stejně jako u všech technologií mikrosítě pro ukládání energie je pro dodavatele zařízení nebo systémové integrátory poměrně snadné dosáhnout systémové integrace.
Tento typ AC mikrosítě je vhodnější pro ostrovní mikrosítě. Protože v relativně širokých oblastech ostrova lze fotovoltaiku využít k doplnění energie a ve spojení se systémem skladování energie, když zátěž nelze zcela spotřebovat, lze zbývající elektřinu nejprve uložit a poté napájet zátěž v noci. Když celý systém nemůže vyrábět elektřinu v deštivých dnech, můžete zvážit přidání dieselového generátoru, který jej použije jako záložní zdroj energie.
Charakteristika AC mikrosítě: 1. Systémová konstrukce AC mikrosítě může podporovat provoz připojený k síti nebo provoz mimo síť. 2. Celý systém má široký rozsah přístupového výkonu a flexibilní design a lze jej připojit k fotovoltaické energii, větrné energii, superkondenzátorům a dalším typům systémů akumulátorů energie. 3. Podporujte použití žebříkových baterií. Baterie lze připojit k více větvím, aby se omezilo paralelní připojení bateriových sad. 4. Celá mikrosíť AC systému může být vyrobena do kontejnerového designu, který integruje fotovoltaiku, skladování energie a baterie. V situacích, kdy je kapacita relativně malá, zabírá akumulátor energie poměrně velkou plochu. Pokud je systémové zařízení umístěno v určitém prostoru a není zde prostor, lze kontejner umístit venku a zabalit jako celek.
Klíčové technologie komunikační mikrosítě: 1. Strategie energetického managementu Microgrid řízením provozního stavu zátěže v mikrosíti zajišťuje ekonomický a spolehlivý provoz mikrosítě. Pro vytvoření mikrosítě je v pozadí nezbytný energetický management, plánování a kontrola politiky. 2. Technologie bezproblémového spínání on-grid a off-grid zajišťuje spolehlivost napájení důležitých zátěží v mikrosíti a hraje důležitou roli v bezpečném a spolehlivém provozu velké energetické sítě. 3. Funkce VSG zvyšuje setrvačnost systému a udržuje stabilitu napětí a frekvence systému.
(2) DC mikrosíť
DC mikrosítě se používají hlavně v nabíjecích stanicích pro elektromobily, průmyslových a komerčních parcích a v některých situacích nouzového napájení. Složení systému zohledňuje především dva body: 1. Maximalizace role fotovoltaiky. Protože sektory fotovoltaiky a skladování energie jsou v mikrosíti nepostradatelné a skladování energie je základní složkou celého zařízení mikrosítě. Výroba fotovoltaické energie je obecně stejnosměrná energie. Stejnosměrný výkon generovaný fotovoltaikou je integrován do stejnosměrné sběrnice přes mezizařízení a baterie je připojena k systému přes stejnosměrný měnič uprostřed. Tímto způsobem není třeba výrobu fotovoltaické energie obracet a poté zpětně usměrňovat, aby se baterie nabila. Celková účinnost konverze systému bude velmi vysoká. 2. V současné době využívá technologie nabíjení elektromobilů především střídavé nabíjecí piloty nebo stejnosměrné nabíjecí piloty. Energie takových nabíjecích hromad pochází ze střídavého proudu. DC mikrosíť je postavena tak, aby proudila energii přes DC nabíjecí DC konverzi pro přímé nabíjení elektrických vozidel. Maximum Zlepšete účinnost konverze a efektivitu využití systému. Celý systém je připojen k síti přes konvertor pro ukládání energie, který hraje doplňkovou roli. Když je fotovoltaická energie nedostatečná nebo napájení zátěže, stejnosměrný zdroj a další podobné zátěže potřebují napájení, lze energii odebírat ze sítě; kdy spotřeba fotovoltaiky nestačí. Po dokončení můžete zbývající energii použít k připojení k internetu.
Charakteristiky DC mikrosítě: 1. DC mikrosíť využívá technologii stejnosměrné sběrnice ke snížení ztrát při konverzi AC na DC. 2. Plně využít výrobu fotovoltaické energie k dosažení energetické rovnováhy v systému mikrosítě. 3. Minimalizujte kapacitu distribuce energie na straně sítě, protože mnoho zátěží odebírá energii ze sítě, když je dodávána energie, a kapacita konfigurace transformátoru na straně sítě bude velmi velká. Pokud existuje mnoho DC zátěží, lze k vyřešení problému použít DC mikrosíť. 4. Jako jednoduchý nouzový napájecí zdroj nemůže tento nouzový zdroj dosáhnout bezproblémového přepínání napájecího zdroje jako konvenční UPS, ale zpoždění přepnutí lze řídit do 15 milisekund.
Klíčové technologie DC microgrid 1. Systém energetického managementu, který využívá sadu softwaru pro strategické řízení a plánování energie systému. 2. Technologie přizpůsobení impedance DC měniče. Tento impedanční přizpůsobovací obvod může snížit dopad na rezonanční kmitočet rezonančního obvodu měniče při změně filtračního obvodu a výstupní zátěže, takže rezonanční kmitočet rezonančního obvodu měniče je během provozu pouze v širokém rozsahu. změny v malém frekvenčním rozsahu, aby byla zajištěna vysoká účinnost převodu převodníku a zjednodušil se řídicí obvod převodníku. 3. Technologie distribuovaného kolaborativního řízení segmentových sběrnic zajišťuje stabilitu spolupráce a přizpůsobivost systému.
(3) AC a DC hybridní mikrosíť
Střídavá a stejnosměrná hybridní mikrosíť kombinuje všechny vlastnosti předchozích dvou typů mikrosítí a je velmi výkonná. Kombinace celého systému vyžaduje velmi vysoké vybavení a technologie. V aspektech, jako je skladování energie a PCS, pokud koordinace a řízení distribuovaného přístupu energie k celému systému nejsou správně řešeny, systém bude paralyzován. Střídavé a stejnosměrné hybridní mikrosítě mohou být široce používány ve scénářích, jako jsou ostrovy, oblasti bez elektřiny a průmyslové a komerční parky.
Řešení a aplikace technologie skladování energie v kontejneru 1MWh
(1) Řešení pro ukládání energie Microgrid
Základní komponenty, jako jsou integrované baterie, BMS, měniče, inteligentní rozvaděče a EMS, jsou všechny umístěny v kontejneru, což lze dosáhnout pomocí kontejneru o délce 40 stop. Toto integrované řešení lze použít při špičkovém oholení a frekvenční modulaci elektráren s akumulací energie nebo při využití kaskádových baterií, v situacích nouzového napájení a některých komerčních aplikacích pro špičkové holení a plnění údolí.
2. Řešení skladování energie v elektrárnách
Celý systém energetické akumulační elektrárny je relativně rozsáhlý. Osobně doporučuji díly PCS a baterie oddělit a umístit do samostatné nádoby. To bude rozumnější z hlediska údržby a ventilace a odvodu tepla baterie.
3. Řešení pro ukládání energie do skříně
Řešení pro ukládání energie vše v jednom je vhodné pro malé komerční aplikace skladování energie. Umístěním PCS a bateriových modulů do skříně zabírá celý systém relativně malý prostor.
Návrh 1MWh energetického zásobníku
Konstrukce 1MWh zásobníku energie je rozdělena především na dvě části:
1. Prostor pro baterie: Prostor pro baterie obsahuje hlavně 1MWh baterii, stojan na baterie, řídicí skříň BMS, hasicí skříň heptafluoropropanu, chladicí klimatizaci, osvětlení pro snímání kouře, sledovací kameru atd. Baterie musí být vybavena odpovídajícím systémem řízení BMS . Typy baterií mohou být lithiové baterie, lithiové baterie, olověné uhlíkové baterie a olověné baterie. Olověné baterie mají nízkou hustotu energie a jsou velké. Standardní 40stopý kontejner je nemusí pojmout. Současným standardním designem je 1MWh lithium-železofosfátová baterie. Chladicí klimatizace se v reálném čase přizpůsobuje teplotě ve skladu. Dohledové kamery mohou na dálku sledovat provozní stav zařízení ve skladu. Nakonec lze vytvořit vzdáleného klienta pro sledování a správu provozního stavu a stavu baterie zařízení ve skladu prostřednictvím klienta nebo aplikace.
2. Sklad vybavení: Sklad vybavení zahrnuje především rozvaděče PCS a EMS. PCS může řídit proces nabíjení a vybíjení, provádět AC a DC konverzi a může přímo napájet AC zátěže, když není elektrická síť. Při aplikaci systémů skladování energie je funkce a role EMS poměrně důležitá. Pokud jde o distribuční síť, EMS shromažďuje především v reálném čase stav výkonu elektrické sítě prostřednictvím komunikace s inteligentními měřiči a monitoruje změny výkonu zátěže v reálném čase. Ovládejte automatickou výrobu energie a vyhodnocujte bezpečnost stavu energetického systému. V 1MWh systému může být poměr PCS k baterii 1:1 nebo 1:4 (akumulátor energie PCS 250kWh, baterie 1MWh).
Konstrukce odvodu tepla u 1MW kontejnerového konvertoru využívá design s přední distribucí a zadním výbojem. Toto provedení je vhodné pro energetické akumulační elektrárny, které umísťují všechny PCS do stejného kontejneru.
Elektroinstalace, kanály údržby a návrh odvodu tepla vnitřního systému rozvodu energie kontejneru jsou integrovány a optimalizovány tak, aby usnadnily přepravu na dlouhé vzdálenosti a snížily následné náklady na údržbu.
3. Složení standardního řešení akumulace MW energie
Standardní řešení pro ukládání energie MW integruje baterie, BMS, PCS a EMS. Většina systémů používá PCS jako základní základní vybavení a poskytuje přizpůsobená řešení pro ukládání energie na jednom místě díky integraci baterií, BMS a EMS.
Mikrosíť pro ukládání energie se stala klíčovou infrastrukturou energetického internetu
- Role mikrosítě pro ukládání energie v energetickém internetu
Mezi ukládáním energie a internetem existuje vzájemná shoda. Energie ve skladu energie odpovídá údajům na internetu; baterie je tzv. úložiště energie, které odpovídá mezipaměti v internetu; obousměrné konverzní zařízení konvertoru pro ukládání energie odpovídá roli routeru v internetu; mikrosíť při skladování energie Je ekvivalentní místní síti; všechna data a zařízení sečtená dohromady tvoří energetický internet, který je ekvivalentní struktuře internetu.
2. Aplikace akumulace energie
Strana výroby energie: vyřešit problém opuštění větru a světla a stabilizovat výkyvy. V současné době dosahuje míra opuštění větru v některých oblastech 10 %–15 % a míra opuštění světla 15–20 %. Díky vybavení pro ukládání energie na straně výroby energie lze výrobu energie stabilizovat a dopad na rozvodnou síť bude výrazně snížen.
Strana sítě: Účast na regulaci frekvence elektrické sítě pro zlepšení stability. V současné době některá místa na trhu s frekvenční regulací využívají pro regulaci frekvence tepelný výkon, ale doba odezvy a cyklus regulace frekvence tepelného výkonu jsou relativně dlouhé. Výstupní výkon zásobníku energie se mění velmi rychle a obvykle může reagovat do 10 sekund. V porovnání s tím má frekvenční modulace akumulace energie výhody.
Uživatelská strana: akumulace energie, ořezávání špiček a plnění údolí a vydělávání rozdílu v ceně elektřiny ve špičce.
Výzvy a překážky ve vývoji mikrosítí pro ukládání energie
V současnosti je celý trh skladování energie ve vlažném stavu, a to především ze dvou důvodů: Za prvé, politika a náklady. Politické dotace státu na elektromobily jsou velmi vysoké. Po poskytnutí dotací na systémy skladování energie nebo baterie se tedy sníží náklady na celý systém, sníží se počáteční investice a zvýší se výnosy systému. Druhým je technická úroveň. Za prvé, stále existují omezení a technické potíže ve vývoji aktivních distribučních sítí; stále je třeba prozkoumat technologii řízení energie; je třeba zlepšit koordinovanou a optimalizovanou provozní technologii mikrosítí a velkých energetických sítí; adaptabilita konvertorů pro ukládání energie do sítě Z hlediska podpůrné technologie pro rozvodnou síť existují technické požadavky a prahové hodnoty pro výrobce PCS pro ukládání energie. Lidé si myslí, že v současnosti jsou hlavními problémy politika a náklady.
Příležitosti a vyhlídky ve vývoji mikrosítí pro ukládání energie
(1) Vysoká míra rozšíření fotovoltaické a větrné energie představuje problémy pro stabilitu energetické sítě. Studie zjistily, že maximální míra pronikání fotovoltaické energie obecně nepřesahuje 25 % až 50 %. V opačném případě může rozvodná síť zaznamenat nárůst napětí, kolísání napětí způsobené změnami oblačnosti a rozsáhlá odpojení způsobená nízkým napětím a kolísáním frekvence.
(2) Reforma elektřiny aktivovala trh skladování energie na straně uživatele. S dalším poklesem nákladů na skladování energie, zlepšením systému špičkových a dolních cen elektřiny, zavedením kompenzačních mechanismů, jako jsou špičkové ceny elektřiny a řízení na straně poptávky, a rozvojem různých služeb s přidanou hodnotou na uživatelské straně trhu s energií se na straně uživatele objeví trh skladování energie. V mé zemi se stala jednou z hlavních oblastí komerčního využití skladování energie.
(3) S rychlým výbuchem trhu s elektrickými vozidly se efektivní recyklace energetických baterií a realizace postupného využití baterií staly jednou z důležitých otázek při vývoji nových energetických vozidel a byly zařazeny na pořad jednání. Trh pro budoucí automobilové baterie Velmi velký.
(4) Optický úložný a nabíjecí mikrosíťový systém má investiční hodnotu. Jedná se o systém řízení a přidělování energie, který komplexně využívá zelenou energii a má vysoké ekonomické a ekologické přínosy.
Výhody víceodvětvové technologie skladování energie při využití echelonových baterií
Klíčové technologie pro využití echelonu
Pro postupné využití vysloužilých napájecích baterií elektrických vozidel je obecně nutné projít následujícími procesy: recyklace vysloužilých baterií, rozebrání bateriového PACKu na jednotlivé články, prověření baterií a klasifikace výkonu a přeskupení baterií do bateriových modulů využívajících řadu nebo BALÍČEK. Testování údržby vyvážení bazénu
Po vyřazení napájecí baterie je z vozu demontována celá sada. Různé modely mají různé konstrukce bateriových sad a jejich vnitřní a vnější konstrukční provedení, způsoby připojení modulů a procesní technologie se liší, což znamená, že není možné použít jednu demontážní montážní linku pro všechny bateriové sady a vnitřní moduly. Poté je z hlediska demontáže baterie nutné provést flexibilní konfiguraci a zpřesnit montážní linku demontáže na sekce. Při formulování postupu demontáže pro různé bateriové sady je nutné co nejvíce znovu využít stávající úseky montážní linky. a procesy ke zlepšení provozní efektivity a snížení opakovaných investic.
Pro postupné použití je nanejvýš rozumné jej rozebrat na úroveň modulu spíše než na úroveň článku, protože spojení mezi články jsou obvykle laserové svařování nebo jiné procesy pevného spojení, takže je extrémně obtížné rozebrat bez poškození. S ohledem na náklady a přínosy zisk převažuje nad ztrátou.
Klíčové technologie pro využití echelonu
PCS využívá modulární řešení s více pobočkami, které může lépe snížit počet paralelních připojení bateriových sad. Nabíjení a vybíjení každé baterie se navzájem neovlivňuje.
Bolestivé body řešené vícevětvovou technologií: 1. Odstraňte problémy s cirkulací způsobené paralelním připojením různých bateriových sad. 2. Snížit složitý proces screeningu po využití kaskády baterií, snížit náklady na opětovné použití kaskádových baterií a zlepšit účinnost recyklace a hodnotu využití kaskádových baterií. 3. Pro zlepšení flexibility systému lze připojit baterie od různých výrobců baterií. 4. BMS využívá řešení technologie aktivního vyvažování, které může maximalizovat vyváženou ochranu baterie.
Technické výhody
1. Modulární konstrukce PCS pro ukládání energie má vysokou stabilitu. Selhání v jednom režimu nemá vliv na práci ostatních modulů. Výroba modulů je pohodlná, rychlá a efektivní.
2. Pokud jde o uživatelskou hodnotu, systém lze zapnout za účelem přidání, odstranění, výměny a údržby modulu a jeden modul lze vyměnit během 10 minut; modulární redundantní paralelní připojení zabraňuje plýtvání zdroji; podporuje vícenásobný přístup k energii, takže je pohodlný a flexibilní.
3. Použitím efektivní tříúrovňové topologické technologie a přidáním nulové úrovně konverze je výdržné napětí IGBT poloviční než dvouúrovňové a spínací ztráta je malá; tříúrovňová má vyšší spínací frekvenci a snižuje se indukčnost výstupního filtru; tříúrovňová má ještě jednu vrstvu žebříkového napětí, průběh výstupního proudu je bližší sinusovce, obsah harmonických je malý a účiník je 0.99. Pokud jde o účiník, lze jej libovolně nastavit od -1 do 1.
4. Návrh nezávislého odvodu tepla. Modul využívá vrstvenou strukturu k izolaci hlavního řídicího centra a hlavních topných komponent; pro zajištění dostatečného tlaku vzduchu ve vzduchové dutině se používá nezávislé vzduchové potrubí. Ve srovnání se smíšeným vzduchovým potrubím je tepelný design lepší.
Diskuse o aplikaci integrované technologie optického úložiště a nabíjení
Typickým aplikačním režimem optického úložiště a nabíjení je režim AC microgrid. Jeho hlavní architektura zahrnuje AC sběrnici, fotovoltaiku, nabíjecí piloty, úložiště energie a baterie atd. Systém lze provozovat v síti nebo mimo ni. Systém může být také vybaven spínacím zařízením mimo síť pro plynulé spínání.
Aplikace optického úložiště a nabíjení se v budoucnu rozvine do multienergetického komplementárního stavu. V pozdějším období bude na tento systém napojena nejen fotovoltaika a akumulace energie, ale také tepelné zátěže, tepelná čerpadla, distribuované zdroje energie atd., postupně se vyvíjející v obrovský systém mikrosítí.
