Tipos de aplicación e características dos proxectos de microrredes
1. O concepto de microrrede
A microrrede é un concepto relativo á gran rede eléctrica tradicional. Refírese a unha rede composta por múltiples fontes de enerxía distribuídas e as súas cargas relacionadas segundo unha determinada estrutura topolóxica. É unha forma eficaz de realizar unha rede de distribución activa, transformando as redes eléctricas tradicionais en redes intelixentes. transición.
A microrrede implica as seis áreas principais de xeración de enerxía, almacenamento, distribución, consumo de electricidade, despacho e comunicacións. Pode funcionar tanto en modos illados como conectados á rede e ten un alto grao de fiabilidade e estabilidade.
2. Aplicación da microrrede
O mercado de aplicacións de microrredes divídese principalmente nos catro aspectos seguintes: 1. Microrede doméstica: esta aplicación de mercado aínda é relativamente limitada en China, e a maioría das microrredes integran almacenamento e carga ópticas. 2. Microrrede do parque industrial: esta zona é moi utilizada. 3. Microrede insular: Desenvolver a xeración de enerxía fotovoltaica e eólica nas illas para resolver o problema da estabilidade e seguridade da enerxía da illa. 4. Microrede en zonas remotas/sen enerxía: Constrúe unha microrede complementaria multi-enerxética para resolver o problema da falta de alimentación en zonas remotas.
A microrrede pode funcionar na rede ou nunha illa. Todo o sistema está deseñado para ser plug-and-play, mellorando a flexibilidade e fiabilidade da fonte de alimentación. A microrrede de almacenamento de enerxía tamén se pode utilizar como fonte de alimentación de reserva, utilizando a súa función de inicio negro; ademais, pode participar na regulación da rede principal a través do sistema local de xestión enerxética.
3. Tipos de microredes
(1) Microrede de comunicación
A microrrede de CA é principalmente unha tecnoloxía de acoplamento de enerxía distribuída a través do bus de CA, que conecta a xeración de enerxía eólica, a xeración de enerxía diésel, a fotovoltaica e o almacenamento de enerxía ao sistema. Finalmente, todo o sistema está conectado á gran rede eléctrica a través de armarios de distribución intelixentes para formar unha simple Micronet AC. A aplicación deste tipo de microrrede de CA é moi típica nas aplicacións ou proxectos actuais de almacenamento de enerxía de microrrede, e a tecnoloxía é relativamente madura e a aplicación é moi flexible. Como con todas as tecnoloxías de microrrede de almacenamento de enerxía, é relativamente fácil para os provedores de equipos ou integradores de sistemas lograr a integración do sistema.
Este tipo de microrredes de CA é máis axeitado para as microredes de illas. Porque en zonas relativamente amplas da illa, a fotovoltaica pódese utilizar para complementar a enerxía e, xunto cun sistema de almacenamento de enerxía, cando a carga non se pode consumir por completo, a electricidade restante pódese almacenar primeiro e despois alimentar a carga pola noite. Cando todo o sistema non pode xerar electricidade nos días de choiva, podes considerar engadir un xerador diésel para usalo como fonte de enerxía de reserva.
Características da microrrede de CA: 1. O deseño do sistema da microrrede de CA pode soportar operacións conectadas á rede ou operacións fóra da rede. 2. Todo o sistema ten un amplo rango de potencia de acceso e un deseño flexible, e pódese conectar a enerxía fotovoltaica, enerxía eólica, supercondensadores e outros tipos de sistemas de baterías de almacenamento de enerxía. 3. Apoiar a aplicación de baterías de escaleiras. As baterías pódense conectar a varias ramas para reducir a conexión paralela dos paquetes de baterías. 4. Toda a microrrede do sistema de CA pódese converter nun deseño de contedores que integre a fotovoltaica, o almacenamento de enerxía e as baterías. En situacións nas que a capacidade é relativamente pequena, a batería de almacenamento de enerxía ocupa unha superficie relativamente grande. Se o dispositivo do sistema está colocado nunha zona específica e non hai espazo, pódese colocar un recipiente ao aire libre e empaquetalo no seu conxunto.
As tecnoloxías clave da microrrede de comunicación: 1. A estratexia de xestión enerxética da microrrede, mediante a xestión do estado operativo da carga na microrrede, garante o funcionamento económico e fiable da microrrede. Para formar unha microrrede, a xestión da enerxía, a programación e o control das políticas son indispensables en segundo plano. 2. A tecnoloxía de conmutación sen fisuras na rede e fóra da rede garante a fiabilidade da subministración de enerxía para cargas importantes na microrrede e desempeña un papel importante no funcionamento seguro e fiable da gran rede eléctrica. 3. A función VSG aumenta a inercia do sistema e mantén a estabilidade da tensión e frecuencia do sistema.
(2) Microrrede CC
As microredes de CC utilízanse principalmente en estacións de carga de vehículos eléctricos, parques industriais e comerciais e algunhas situacións de subministración de enerxía de emerxencia. A composición do sistema considera principalmente dous puntos: 1. Maximizar o papel da fotovoltaica. Porque os sectores fotovoltaico e de almacenamento de enerxía son indispensables na microrrede, e o almacenamento de enerxía é o compoñente central de todo o equipamento da microrrede. A xeración de enerxía fotovoltaica é xeralmente de corrente continua. A enerxía de CC xerada pola fotovoltaica está integrada no bus de CC a través dun dispositivo intermedio, e a batería está conectada ao sistema a través do conversor de CC no medio. Deste xeito, a xeración de enerxía fotovoltaica non necesita ser invertida e despois rectificada de novo para cargar a batería. O conxunto A eficiencia de conversión do sistema será moi alta. 2. Na actualidade, a tecnoloxía de carga dos vehículos eléctricos utiliza principalmente pilas de carga AC ou pilas de carga DC. A enerxía de tales pilas de carga provén da corrente alterna. Constrúese unha microrrede de CC para facer pasar a enerxía a través da conversión de CC de carga de CC para cargar directamente os vehículos eléctricos. O máximo Mellora a eficiencia de conversión e a eficiencia de utilización do sistema. Todo o sistema está conectado á rede a través do conversor de almacenamento de enerxía, que desempeña un papel complementario. Cando a enerxía fotovoltaica é insuficiente ou carga a fonte de alimentación, a fonte de CC e outras cargas similares necesitan fonte de enerxía, pódese extraer enerxía da rede; cando o consumo de enerxía fotovoltaica non é suficiente. Cando remates, podes usar a enerxía restante para conectarte a Internet.
Características da microrrede de CC: 1. A microrrede de CC adopta a tecnoloxía de acoplamento de bus CC para reducir as perdas de conversión de CA a CC. 2. Aproveitar ao máximo a xeración de enerxía fotovoltaica para lograr o equilibrio de enerxía no sistema de microrrede. 3. Minimizar a capacidade de distribución de enerxía no lado da rede, porque moitas cargas extraen enerxía da rede cando se subministra enerxía, e a capacidade de configuración do transformador no lado da rede será moi grande. Se hai moitas cargas de CC, pódese usar a microrrede CC para resolver o problema. 4. Como unha fonte de alimentación de emerxencia simple, esta fonte de alimentación de emerxencia non pode conseguir unha conmutación de enerxía sen fisuras como un UPS convencional, pero o atraso de conmutación pódese controlar en 15 milisegundos.
Tecnoloxías clave da microrrede de CC 1. Sistema de xestión da enerxía, que utiliza un conxunto de software para controlar e programar estratexicamente a enerxía do sistema. 2. Tecnoloxía de adaptación de impedancia do conversor de CC. Este circuíto de adaptación de impedancia pode reducir o impacto sobre a frecuencia de resonancia do circuíto de resonancia do conversor cando o circuíto de filtro e a carga de saída cambian, de xeito que a frecuencia de resonancia do circuíto de resonancia do conversor só está dentro dun amplo rango durante o funcionamento. cambia dentro dun pequeno rango de frecuencia para garantir unha alta eficiencia de conversión do conversor e simplificar o circuíto de control do conversor. 3. A tecnoloxía de control colaborativo distribuído dos buses segmentados garante a estabilidade da colaboración e a adaptabilidade do sistema.
(3) Microrrede híbrida de CA e CC
A microrrede híbrida de CA e CC combina todas as características dos dous tipos de microrredes anteriores e é moi potente. A combinación de todo o sistema require equipos e tecnoloxía moi altos. En aspectos como o almacenamento de enerxía e o PCS, se non se xestiona axeitadamente a coordinación e control do acceso distribuído á enerxía a todo o sistema, o sistema quedará paralizado. As microredes híbridas de CA e CC pódense utilizar amplamente en escenarios como illas, áreas sen electricidade e parques industriais e comerciais.
Solución e aplicación tecnolóxica de almacenamento de enerxía de contedores de 1 MWh
(1) Solución de almacenamento de enerxía de microrrede
Os compoñentes básicos, como baterías integradas, BMS, conversores, armarios de conmutación intelixentes e EMS colócanse nun recipiente, que se pode conseguir cun recipiente de 40 pés. Esta solución integrada pódese aplicar no afeitado de picos e na modulación de frecuencia das centrais eléctricas de almacenamento de enerxía, ou na utilización de baterías en cascada, situacións de subministración de enerxía de emerxencia e algunhas aplicacións comerciais para o afeitado de picos e o recheo de val.
2. Solucións de almacenamento de enerxía das centrais eléctricas
Todo o sistema dunha central de almacenamento de enerxía ten unha escala relativamente grande. Persoalmente, recomendo que se separen os PCS e as partes da batería e coloquen nun recipiente separado. Isto será máis razoable en termos de mantemento e ventilación e disipación de calor da batería.
3. Solución de almacenamento de enerxía do armario
A solución de almacenamento de enerxía todo nun só é adecuada para pequenas aplicacións comerciais de almacenamento de enerxía. Ao colocar o PCS e os módulos de batería nun armario, todo o sistema ocupa un espazo relativamente pequeno.
Deseño de contedor de almacenamento de enerxía de 1 MWh
O deseño do recipiente de almacenamento de enerxía de 1 MWh divídese principalmente en dúas partes:
1. Compartimento da batería: o compartimento da batería inclúe principalmente unha batería de 1 MWh, un estante de batería, un armario de control BMS, un armario de extinción de incendios con heptafluoropropano, un aire acondicionado de refrixeración, unha iluminación con detección de fume, unha cámara de vixilancia, etc. A batería debe estar equipada cun sistema de xestión BMS correspondente. . Os tipos de batería poden ser baterías de ferro de litio, baterías de litio, baterías de chumbo-carbono e baterías de chumbo-ácido. As baterías de chumbo-ácido teñen baixa densidade de enerxía e son de gran tamaño. É posible que un contedor estándar de 40 pés non poida acomodalos. O deseño estándar actual é unha batería de fosfato de ferro de litio de 1 MWh. O aire acondicionado de refrixeración axústase en tempo real segundo a temperatura do almacén. As cámaras de vixilancia poden controlar remotamente o estado de funcionamento dos equipos no almacén. Finalmente, pódese formar un cliente remoto para supervisar e xestionar o estado de funcionamento e o estado da batería dos equipos no almacén a través do cliente ou da aplicación.
2. Almacén de equipos: o almacén de equipos inclúe principalmente armarios de control PCS e EMS. PCS pode controlar o proceso de carga e descarga, realizar a conversión de CA e CC e pode alimentar directamente as cargas de CA cando non hai unha rede eléctrica. Na aplicación dos sistemas de almacenamento de enerxía, a función e o papel do EMS son relativamente importantes. En termos de rede de distribución, EMS recolle principalmente o estado da enerxía en tempo real da rede eléctrica a través da comunicación con contadores intelixentes e supervisa os cambios na potencia da carga en tempo real. Controlar a xeración automática de enerxía e avaliar a seguridade do estado do sistema de enerxía. Nun sistema de 1 MWh, a relación entre PCS e batería pode ser 1:1 ou 1:4 (almacenamento de enerxía PCS 250kWh, batería 1MWh).
O deseño de disipación de calor do conversor tipo recipiente de 1MW adopta un deseño de distribución cara adiante e descarga traseira. Este deseño é axeitado para centrais de almacenamento de enerxía que colocan todos os PCS no mesmo recipiente.
O cableado, as canles de mantemento e o deseño de disipación de calor do sistema de distribución de enerxía interna do recipiente están integrados e optimizados para facilitar o transporte a longa distancia e reducir os custos de mantemento posteriores.
3. Composición da solución estándar de almacenamento de enerxía en MW
A solución estándar de almacenamento de enerxía MW integra baterías, BMS, PCS e EMS. A maioría dos sistemas usan PCS como o equipo básico básico e ofrecen solucións de almacenamento de enerxía personalizadas e integrales integrando baterías, BMS e EMS.
A microrrede de almacenamento de enerxía converteuse na infraestrutura clave da Internet enerxética
- O papel da microrrede de almacenamento de enerxía na internet enerxética
Hai unha correspondencia un a un entre o almacenamento de enerxía e Internet. A enerxía no almacenamento de enerxía correspóndese cos datos en Internet; a batería é o chamado almacenamento de enerxía, que se corresponde coa caché en Internet; o dispositivo de conversión bidireccional do conversor de almacenamento de enerxía corresponde ao papel do enrutador en Internet; a microrrede no almacenamento de enerxía É equivalente a unha rede local; todos os datos e dispositivos sumados forman Energy Internet, que é equivalente á estrutura de Internet.
2. Aplicación do almacenamento de enerxía
Lado da xeración de enerxía: resolver o problema do abandono do vento e da luz e estabilizar as flutuacións. Na actualidade, a taxa de abandono do vento nalgunhas zonas alcanza o 10%-15%, e a taxa de abandono da luz alcanza o 15%-20%. Equipado con almacenamento de enerxía no lado da xeración de enerxía, a xeración de enerxía pode estabilizarse e o impacto na rede eléctrica reducirase moito.
Lado da rede: participar na regulación da frecuencia da rede eléctrica para mellorar a estabilidade. Na actualidade, algúns lugares do mercado de regulación de frecuencia usan enerxía térmica para a regulación de frecuencia, pero o tempo de resposta e o ciclo da regulación da frecuencia da enerxía térmica son relativamente longos. A potencia de saída do almacenamento de enerxía cambia moi rapidamente e xeralmente pode responder en 10 segundos. A modulación de frecuencia de almacenamento de enerxía ten vantaxes en comparación.
Lado do usuario: almacenamento de enerxía, afeitado de picos e recheo de val, e gañando a diferenza de prezos da electricidade do val pico.
Retos e Obstáculos no Desenvolvemento de Microredes de Almacenamento de Enerxía
Na actualidade, todo o mercado de almacenamento de enerxía está nun estado tépedo, principalmente por dúas razóns: en primeiro lugar, a política e o custo. As subvencións da política estatal para os vehículos eléctricos son moi grandes. Polo tanto, despois de que se proporcionen subvencións para sistemas de almacenamento de enerxía ou baterías, reducirase o custo de todo o sistema, reducirase o investimento inicial e aumentarán os ingresos do sistema. O segundo é o nivel técnico. En primeiro lugar, aínda existen limitacións e dificultades técnicas no desenvolvemento das redes de distribución activas; aínda hai que explorar a exploración da tecnoloxía de xestión da enerxía; hai que mellorar a tecnoloxía de funcionamento coordinado e optimizado das microredes e das grandes redes eléctricas; a adaptabilidade da rede dos conversores de almacenamento de enerxía En canto á tecnoloxía de apoio á rede eléctrica, existen requisitos técnicos e limiares para os fabricantes de PCS de almacenamento de enerxía. A xente pensa que a política e o custo son os principais problemas na actualidade.
Oportunidades e perspectivas no desenvolvemento de microredes de almacenamento de enerxía
(1) A alta taxa de penetración da enerxía fotovoltaica e eólica supón un desafío para a estabilidade da rede eléctrica. Os estudos descubriron que a taxa de penetración máxima da xeración de enerxía fotovoltaica xeralmente non supera o 25%-50%. En caso contrario, a rede eléctrica pode experimentar un aumento da tensión, flutuacións de tensión causadas por cambios de nubes e desconexións a gran escala causadas por flutuacións de baixa tensión e frecuencia.
(2) A reforma eléctrica activou o mercado de almacenamento de enerxía do lado dos usuarios. Co maior descenso dos custos de almacenamento de enerxía, a mellora do sistema de prezos da electricidade de pico e val, o establecemento de mecanismos de compensación como os prezos máximos da electricidade e a xestión da demanda e o desenvolvemento de varios servizos de valor engadido no lado do usuario. o mercado de enerxía, aparecerá o mercado de almacenamento de enerxía no lado do usuario. Converteuse nunha das principais áreas de aplicación comercial do almacenamento de enerxía no meu país.
(3) Coa rápida explosión do mercado de vehículos eléctricos, a reciclaxe eficaz das baterías de enerxía e a realización da utilización secuencial das baterías convertéronse nun dos temas importantes no desenvolvemento de vehículos de nova enerxía e foron postos na axenda. O mercado das futuras baterías de automóbiles Moi grande.
(4) O sistema de microrrede de carga e almacenamento óptico ten valor de investimento. É un esquema de xestión e asignación de enerxía que utiliza de forma integral a enerxía verde e ten altos beneficios económicos e ambientais.
Vantaxes da tecnoloxía de almacenamento de enerxía de varias ramas na utilización de baterías escalonadas
Tecnoloxías clave para a utilización escalonada
Para a utilización escalonada das baterías de enerxía retiradas dos vehículos eléctricos, xeralmente deben realizarse os seguintes procesos: reciclaxe de baterías retiradas, desmontaxe do paquete de baterías en células individuais, selección de baterías e clasificación de rendemento e reagrupación de baterías en módulos de baterías de uso escalonado ou PAQUETE. Probas de mantemento de equilibrio de piscinas
Cando se retira a batería de enerxía, desmontase todo o paquete do coche. Os diferentes modelos teñen diferentes deseños de paquetes de batería e os seus deseños estruturais internos e externos, métodos de conexión de módulos e tecnoloxías de proceso son diferentes, o que significa que é imposible utilizar unha liña de montaxe de desmontaxe para adaptarse a todos os paquetes de baterías e módulos internos. Entón, en canto á desmontaxe da batería, é necesario realizar unha configuración flexible e refinar a liña de montaxe de desmontaxe en seccións. Ao formular o proceso de operación de desmontaxe dos diferentes paquetes de baterías, é necesario reutilizar na medida do posible as seccións da cadea de montaxe existentes. e procesos para mellorar a eficiencia operativa e reducir o investimento repetido.
Para a utilización paso a paso, o máis razoable é desmontalo ao nivel do módulo en lugar de ao nivel da cela, porque as conexións entre as células adoitan ser soldadura con láser ou outros procesos de conexión ríxida, polo que é moi difícil desmontalo sen danos. Considerando os custos e beneficios, a ganancia supera a perda.
Tecnoloxías clave para a utilización escalonada
PCS adopta unha solución modular de varias ramas, que pode reducir mellor o número de conexións paralelas dos paquetes de baterías. A carga e descarga de cada batería non se afectan mutuamente.
Puntos de dor resoltos coa tecnoloxía multi-rama: 1. Eliminar os problemas de circulación causados pola conexión paralela de diferentes paquetes de baterías. 2. Reducir o complexo proceso de selección despois da utilización da batería en cascada, reducir o custo da reutilización das baterías en cascada e mellorar a eficiencia de reciclaxe e o valor de utilización das baterías en cascada. 3. Pódense conectar baterías de diferentes fabricantes de baterías para mellorar a flexibilidade do sistema. 4. BMS adopta unha solución de tecnoloxía de equilibrio activo, que pode maximizar a protección equilibrada da batería.
Vantaxes técnicas
1. O deseño modular de PCS de almacenamento de enerxía ten unha alta estabilidade. A falla dun modo único non afecta o traballo doutros módulos. A produción do módulo é cómoda, rápida e eficiente.
2. En termos de valor de usuario, o sistema pódese acender para a adición, eliminación, substitución e mantemento de módulos e pódese substituír un só módulo en 10 minutos; a conexión paralela redundante modular evita o desperdicio de recursos; admite o acceso múltiple de enerxía, polo que é cómodo e flexible.
3. Usando unha tecnoloxía eficiente de topoloxía de tres niveis e engadindo conversión de nivel cero, a tensión de resistencia do IGBT é a metade da de dous niveis e a perda de conmutación é pequena; o de tres niveis ten unha frecuencia de conmutación máis alta e a inductancia do filtro de saída redúcese; o de tres niveis ten unha tensión de escaleira máis de capa, a forma de onda de corrente de saída está máis próxima a unha onda sinusoidal, o contido harmónico é pequeno e o factor de potencia é de 0.99. En termos de factor de potencia, pódese axustar a vontade de -1 a 1.
4. Deseño independente de disipación de calor. O módulo adopta unha estrutura en capas para illar o centro de control principal e os compoñentes principais de calefacción; úsase un conduto de aire independente para garantir que a cavidade de aire teña suficiente presión de aire. En comparación cun conduto de aire mixto, o deseño térmico é mellor.
Discusión sobre a aplicación da tecnoloxía de carga e almacenamento óptico integrado
O modo de aplicación típico de almacenamento e carga óptica é o modo de microrrede de CA. A súa arquitectura principal inclúe bus de CA, fotovoltaica, pilas de carga, almacenamento de enerxía e baterías, etc. O sistema pode funcionar en rede ou fóra da rede. O sistema tamén se pode equipar con equipos de conmutación fóra da rede para unha conmutación sen problemas.
A aplicación do almacenamento e carga óptica desenvolverase nun estado complementario multi-enerxético no futuro. No período posterior conectaranse a este sistema non só a fotovoltaica e o almacenamento de enerxía, senón tamén as cargas térmicas, as bombas de calor, as fontes de enerxía distribuídas, etc., evolucionando progresivamente nun enorme sistema de microrredes.
