A mikrogrid projektek alkalmazástípusai és jellemzői
1. A mikrorács fogalma
A Microgrid a hagyományos nagy elektromos hálózathoz viszonyított fogalom. Több elosztott áramforrásból és a hozzájuk kapcsolódó terhelésekből álló hálózatra utal egy bizonyos topológiai struktúra szerint. Hatékony módja az aktív elosztóhálózat megvalósításának, a hagyományos villamosenergia-hálózatok intelligens hálózatokká történő átalakításával. átmenet.
A mikrohálózat hat fő területet foglal magában: az energiatermelést, az energiatárolást, az elosztást, a villamosenergia-fogyasztást, az elosztást és a kommunikációt. Hálózatra kapcsolt és izolált rács módban is működik, nagyfokú megbízhatósággal és stabilitással rendelkezik.
2. Mikrorács alkalmazása
A mikrogrid alkalmazási piaca főként a következő négy szempontra oszlik: 1. Otthoni mikrogrid: Ez a piaci alkalmazás még mindig viszonylag korlátozott Kínában, és a legtöbb mikrogrid integrálja az optikai tárolást és a töltést. 2. Ipari park mikrorács: Ezt a területet széles körben használják. 3. Sziget mikrohálózat: Napelemes és szélenergia-termelés fejlesztése a szigeteken a szigeti energiastabilitás és -biztonság problémájának megoldása érdekében. 4. Mikrohálózat távoli / áramellátás nélküli területeken: Építsen ki egy mikro többenergiás kiegészítő hálózatot, hogy megoldja a távoli területeken lévő áramellátás hiányának problémáját.
A mikrorács működhet a rácson vagy egy szigeten. Az egész rendszert plug-and-play-re tervezték, javítva a tápellátás rugalmasságát és megbízhatóságát. Az energiatároló mikrorács tartalék tápegységként is használható, fekete start funkciójával; emellett a helyi energiagazdálkodási rendszeren keresztül részt vehet a főhálózat szabályozásában.
3. A mikrorácsok típusai
(1) Kommunikációs mikroháló
Az AC microgrid főként az AC buszon keresztül elosztott energia csatolási technológiája, amely a szélenergia-termelést, a dízelenergia-termelést, a fotovoltaikus és az energiatárolást köti össze a rendszerrel. Végül, az egész rendszer intelligens elosztószekrényeken keresztül csatlakozik a nagy elektromos hálózathoz, és egy egyszerű AC Micronetet alkot. Az ilyen típusú váltakozó áramú mikrogrid alkalmazása nagyon jellemző a jelenlegi mikrogrid energiatárolási alkalmazásokban vagy projektekben, és a technológia viszonylag kiforrott és az alkalmazás nagyon rugalmas. Mint minden energiatároló mikrogrid technológia esetében, a berendezés beszállítói vagy rendszerintegrátorai viszonylag könnyen megvalósíthatják a rendszerintegrációt.
Ez a fajta váltakozó áramú mikrorács alkalmasabb szigeti mikrorácsokhoz. Ugyanis a sziget viszonylag széles területein a fotovoltaik energia-kiegészítésre használhatók, és energiatároló rendszerrel párosulva, amikor a terhelést nem lehet teljesen elfogyasztani, először a maradék áramot lehet tárolni, majd éjszaka táplálni a terhelést. Ha az egész rendszer nem tud áramot termelni esős napokon, fontolóra veheti egy dízelgenerátor hozzáadását tartalék áramforrásként való használathoz.
Az AC microgrid jellemzői: 1. Az AC microgrid rendszerkialakítása támogathatja a hálózatra kapcsolt vagy hálózaton kívüli működést. 2. A teljes rendszer széles hozzáférési teljesítménytartománnyal és rugalmas kialakítással rendelkezik, és csatlakoztatható fotovoltaikus energiához, szélenergiához, szuperkondenzátorokhoz és más típusú energiatároló akkumulátor-rendszerekhez. 3. A létraelemek alkalmazásának támogatása. Az akkumulátorok több ághoz csatlakoztathatók, hogy csökkentsék az akkumulátorcsomagok párhuzamos csatlakoztatását. 4. A teljes váltakozó áramú rendszer mikrorácsa olyan konténer kialakításúvá alakítható, amely integrálja a fotovoltaikát, az energiatárolót és az akkumulátorokat. Olyan helyzetekben, amikor a kapacitás viszonylag kicsi, az energiatároló akkumulátor viszonylag nagy területet foglal el. Ha a rendszereszköz egy meghatározott területen van elhelyezve, és nincs hely, akkor egy tartály a szabadban helyezhető el, és egy egészben csomagolható.
A kommunikációs microgrid legfontosabb technológiái: 1. A Microgrid energiagazdálkodási stratégia a mikrogridben lévő terhelés üzemállapotának kezelésével biztosítja a mikrogrid gazdaságos és megbízható működését. A mikrohálózat kialakításához a háttérben nélkülözhetetlen az energiagazdálkodás, az ütemezés és a politika ellenőrzése. 2. Az on-grid és off-grid zökkenőmentes kapcsolási technológia biztosítja az áramellátás megbízhatóságát a mikrohálózat fontos terheléseinél, és fontos szerepet játszik a nagy villamos hálózat biztonságos és megbízható működésében. 3. A VSG funkció növeli a rendszer tehetetlenségét és fenntartja a rendszer feszültségének és frekvenciájának stabilitását.
(2) DC mikrohálózat
Az egyenáramú mikrohálózatokat főként elektromos járművek töltőállomásaiban, ipari és kereskedelmi parkokban, valamint egyes vészhelyzeti áramellátási helyzetekben használják. A rendszer összetétele alapvetően két szempontot vesz figyelembe: 1. A fotovoltaik szerepének maximalizálása. Mivel a fotovoltaikus és az energiatárolási szektorok nélkülözhetetlenek a mikrogridben, és az energiatárolás a teljes mikrogrid berendezés központi eleme. A fotovoltaikus energiatermelés általában egyenáram. A fotovoltaikával előállított egyenáram egy közbenső eszközön keresztül integrálódik az egyenáramú buszba, az akkumulátor pedig a középen lévő DC átalakítón keresztül kapcsolódik a rendszerhez. Ily módon a fotovoltaikus energiatermelést nem kell megfordítani, majd visszavezetni az akkumulátor feltöltéséhez. Az egész A rendszer átalakítási hatékonysága nagyon magas lesz. 2. Jelenleg az elektromos járművek töltési technológiája főként váltakozó áramú töltőcölöpöket vagy egyenáramú töltőcölöpöket használ. Az ilyen töltőcölöpök energiája váltakozó áramból származik. Egy egyenáramú mikrorácsot úgy építenek, hogy az energiát egyenáramú töltés DC átalakításon keresztül áramoltassa az elektromos járművek közvetlen töltéséhez. A maximális Növeli a rendszer konverziós hatékonyságát és felhasználási hatékonyságát. A teljes rendszer az energiatároló átalakítón keresztül kapcsolódik a hálózathoz, amely kiegészítő szerepet tölt be. Ha a fotovoltaikus energia nem elegendő, vagy tápellátást, egyenáramú forrást és más hasonló terheléseket kell táplálni, áramot lehet venni a hálózatból; amikor a fotovoltaikus energiafogyasztás nem elegendő. Ha végzett, a fennmaradó energiát felhasználhatja az internethez való csatlakozáshoz.
Az egyenáramú mikrorács jellemzői: 1. Az egyenáramú mikrohálózat egyenáramú buszcsatolási technológiát alkalmaz az AC-DC átalakítási veszteségek csökkentése érdekében. 2. Teljes mértékben használja ki a fotovoltaikus energiatermelést a mikrohálózati rendszer teljesítményegyensúlyának eléréséhez. 3. Minimalizálja az áramelosztási kapacitást a hálózati oldalon, mert sok terhelés a hálózatról veszi az áramot, amikor áramot kap, és a transzformátor konfigurációs kapacitása a hálózat oldalán nagyon nagy lesz. Ha sok egyenáramú terhelés van, a probléma megoldására egyenáramú mikrorács használható. 4. Egyszerű vésztápegységként ez a vésztápegység nem képes zökkenőmentes tápellátás kapcsolást elérni, mint egy hagyományos UPS, de a kapcsolási késleltetés 15 ezredmásodperc alatt szabályozható.
Az egyenáramú mikrohálózat kulcsfontosságú technológiái 1. Energiagazdálkodási rendszer, amely egy szoftverkészletet használ a rendszer energia stratégiai vezérlésére és ütemezésére. 2. DC átalakító impedancia illesztési technológia. Ez az impedanciaillesztő áramkör csökkentheti az átalakító rezonanciaáramkörének rezonanciafrekvenciájára gyakorolt hatást, amikor a szűrőáramkör és a kimeneti terhelés megváltozik, így az átalakító rezonanciaáramkörének rezonanciafrekvenciája működés közben csak széles tartományon belül van. kis frekvenciatartományon belül változtat, hogy biztosítsa az átalakító magas konverziós hatékonyságát és egyszerűsítse az átalakító vezérlő áramkörét. 3. A szegmentált buszok elosztott kollaboratív vezérlési technológiája biztosítja az együttműködés stabilitását és a rendszer alkalmazkodóképességét.
(3) AC és DC hibrid mikrohálózat
Az AC és DC hibrid mikrorács egyesíti az előző két mikrogrid típus összes jellemzőjét, és nagyon erős. A teljes rendszer kombinálása nagyon magas felszerelést és technológiát igényel. Az energiatárolás és a PCS terén, ha az elosztott energia-hozzáférés koordinálása és ellenőrzése a teljes rendszerhez nem megfelelően történik, a rendszer megbénul. A váltóáramú és egyenáramú hibrid mikrohálózatok széles körben használhatók olyan forgatókönyvekben, mint például a szigetek, a villamos energia nélküli területek, valamint az ipari és kereskedelmi parkok.
1MWh konténeres energiatároló technológiai megoldás és alkalmazás
(1) Microgrid energiatárolási megoldás
Az alapvető alkatrészek, mint például az integrált akkumulátorok, a BMS, az átalakítók, az intelligens kapcsolószekrények és az EMS mind egy konténerben vannak elhelyezve, ami egy 40 méteres konténerrel érhető el. Ez az integrált megoldás alkalmazható energiatároló erőművek csúcsborotválására és frekvenciamodulációjára, vagy kaszkád akkumulátorok hasznosítására, vészhelyzeti áramellátási helyzetekre, valamint néhány kereskedelmi alkalmazásra csúcsborotválkozásra és völgytöltésre.
2. Erőművi energiatárolási megoldások
Egy energiatároló erőmű teljes rendszere viszonylag nagy léptékű. Személy szerint javaslom, hogy a PCS és az akkumulátor részeket válasszák szét és helyezzék külön tartályba. Ez ésszerűbb lesz a karbantartás, valamint az akkumulátor szellőztetése és hőelvezetése szempontjából.
3. Szekrény energiatároló megoldás
Minden egyben energiatárolási megoldás alkalmas kisméretű, kereskedelmi energiatároló alkalmazásokhoz. A PCS és az akkumulátor modulok szekrénybe helyezésével a teljes rendszer viszonylag kis helyet foglal el.
1MWh-s energiatároló konténer tervezése
Az 1MWh-s energiatároló konténer kialakítása alapvetően két részre oszlik:
1. Akkumulátor rekesz: Az elemtartó rekesz főleg 1 MWh-s akkumulátort, akkumulátortartót, BMS vezérlőszekrényt, heptafluor-propán tűzoltó szekrényt, hűtőklímát, füstérzékelő világítást, térfigyelő kamerát stb. tartalmaz. Az akkumulátort fel kell szerelni a megfelelő BMS felügyeleti rendszerrel . Az akkumulátortípusok lehetnek lítium-vas akkumulátorok, lítium akkumulátorok, ólom-szén akkumulátorok és ólom-savas akkumulátorok. Az ólom-savas akkumulátorok alacsony energiasűrűségűek és nagy méretűek. Előfordulhat, hogy egy szabványos 40 láb hosszú konténer nem képes befogadni őket. A jelenlegi szabványos kialakítás egy 1 MWh kapacitású lítium-vas-foszfát akkumulátor. A hűtőklíma valós időben igazodik a raktár hőmérsékletéhez. A térfigyelő kamerák távolról követhetik a raktárban lévő berendezések üzemállapotát. Végül egy távoli kliens is létrehozható a raktárban lévő berendezések üzemállapotának és akkumulátorának állapotának figyelésére és kezelésére az ügyfélen vagy az alkalmazáson keresztül.
2. Berendezés raktár: A berendezés raktár főként PCS és EMS vezérlőszekrényeket tartalmaz. A PCS képes vezérelni a töltési és kisütési folyamatot, végrehajtani a váltakozó áramú és egyenáramú konverziót, és közvetlenül képes táplálni a váltakozó áramú terheléseket, ha nincs elektromos hálózat. Az energiatároló rendszerek alkalmazásában az EMS funkciója és szerepe viszonylag fontos. Ami az elosztóhálózatot illeti, az EMS elsősorban az elektromos hálózat valós idejű energiaállapotát gyűjti az intelligens mérőkkel való kommunikáció révén, és valós időben figyeli a terhelési teljesítmény változásait. Vezérelje az automatikus áramtermelést és értékelje az energiarendszer állapotának biztonságát. 1MWh-s rendszerben a PCS/akkumulátor aránya 1:1 vagy 1:4 lehet (energiatároló PCS 250kWh, akkumulátor 1MWh).
Az 1 MW-os konténer típusú konverter hőelvezetése előre elosztó és hátsó kisütésű kialakítást alkalmaz. Ez a kialakítás olyan energiatároló erőművekhez alkalmas, amelyek minden PCS-t ugyanabban a tartályban helyeznek el.
A konténer belső áramelosztó rendszerének kábelezése, karbantartási csatornái és hőelvezetési kialakítása integrált és optimalizált, hogy megkönnyítse a távolsági szállítást és csökkentse a későbbi karbantartási költségeket.
3. Standard MW energiatárolási megoldás összetétele
A szabványos MW energiatárolási megoldás az akkumulátorokat, a BMS-t, a PCS-t és az EMS-t integrálja. A legtöbb rendszer a PCS-t használja alapvető alapberendezésként, és testreszabott, egyablakos energiatárolási megoldásokat kínál az akkumulátorok, a BMS és az EMS integrálásával.
Az energiatároló mikrohálózat az energiainternet kulcsfontosságú infrastruktúrájává vált
- Az energiatároló mikrorács szerepe az energiainternetben
Egy az egyben megfeleltetés van az energiatárolás és az internet között. Az energiatárolásban lévő energia megfelel az interneten lévő adatoknak; az akkumulátor az úgynevezett energiatároló, amely megfelel az internet gyorsítótárának; az energiatároló átalakító kétirányú átalakító eszköze megfelel a router internetben betöltött szerepének; a mikrohálózat az energiatárolásban Egyenértékű a helyi hálózattal; az összes adat és eszköz összeadva alkotja az Energia Internetet, amely egyenértékű az Internet felépítésével.
2. Energiatárolás alkalmazása
Energiatermelési oldal: oldja meg a szél és a fény elhagyásának problémáját, és stabilizálja az ingadozásokat. Jelenleg a szél-elhagyási arány egyes területeken eléri a 10%-15%-ot, a fényelhagyási arány pedig eléri a 15%-20%-ot. Az energiatermelési oldalon energiatárolóval felszerelve az energiatermelés stabilizálható, és az elektromos hálózatra gyakorolt hatás jelentősen csökken.
Hálózati oldal: Vegyen részt az elektromos hálózat frekvenciaszabályozásában a stabilitás javítása érdekében. Jelenleg a frekvenciaszabályozás piacán néhány helyen hőenergiát használnak frekvenciaszabályozásra, de a hőteljesítmény-frekvenciaszabályozás válaszideje és ciklusa viszonylag hosszú. Az energiatároló kimeneti teljesítménye nagyon gyorsan változik, és általában 10 másodpercen belül reagál. Az energiatárolási frekvenciamodulációnak ehhez képest vannak előnyei.
Felhasználói oldal: energiatárolás, csúcsborotválás és völgyfeltöltés, valamint a csúcs-völgy áramárkülönbség megszerzése.
Kihívások és akadályok az energiatároló mikrohálózatok fejlesztésében
Jelenleg a teljes energiatárolási piac langyos állapotban van, főleg két okból: Először is, a politika és a költségek miatt. Az elektromos járművek állami támogatása igen nagy. Ezért az energiatároló rendszerek vagy akkumulátorok támogatása után a teljes rendszer költsége csökken, a kezdeti beruházás csökken, és a rendszer bevétele nő. A második a technikai szint. Először is, még mindig vannak korlátok és technikai nehézségek az aktív elosztóhálózatok fejlesztésében; az energiagazdálkodási technológia feltárása még feltárásra szorul; a mikrohálózatok és a nagy villamos hálózatok összehangolt és optimalizált működési technológiája fejlesztésre szorul; az energiatároló átalakítók hálózati alkalmazkodóképessége Az elektromos hálózat támogatási technológiája tekintetében műszaki követelmények és küszöbértékek vannak az energiatároló PCS gyártókkal szemben. Az emberek úgy gondolják, hogy jelenleg a politika és a költségek jelentik a fő kérdéseket.
Lehetőségek és kilátások az energiatároló mikrohálózatok fejlesztésében
(1) A fotovoltaikus és szélenergia magas penetrációs rátája kihívások elé állítja az elektromos hálózat stabilitását. Tanulmányok kimutatták, hogy a fotovoltaikus energiatermelés maximális penetrációs rátája általában nem haladja meg a 25–50%-ot. Ellenkező esetben az elektromos hálózat feszültségemelkedést, felhőváltozások okozta feszültségingadozást, valamint alacsony feszültség- és frekvenciaingadozások okozta nagymértékű lekapcsolásokat tapasztalhat.
(2) A villamosenergia-reform aktiválta a felhasználó oldali energiatárolási piacot. Az energiatárolási költségek további csökkenésével, a csúcs- és völgyi villamosenergia-árrendszer javításával, a kompenzációs mechanizmusok, így a csúcsáras villamosenergia-árak és a keresletoldali menedzsment kialakításával, valamint a különböző értéknövelt szolgáltatások felhasználói oldalon történő fejlesztésével. megjelenik az árampiac, a felhasználói oldalon az energiatárolási piac. Hazámban az energiatárolás kereskedelmi alkalmazásának egyik fő területévé vált.
(3) Az elektromos járművek piacának gyors felrobbanásával az akkumulátorok hatékony újrahasznosítása és az akkumulátorok szekvenciális hasznosításának megvalósítása az új energetikai járművek fejlesztésének egyik fontos kérdésévé vált, és napirendre került. A jövő autóakkumulátorainak piaca Nagyon nagy.
(4) Az optikai tároló és töltő mikrogrid rendszer beruházási értékű. Ez egy olyan energiagazdálkodási és -elosztási rendszer, amely átfogóan hasznosítja a zöld energiát, és magas gazdasági és környezeti előnyökkel jár.
A többágú energiatárolási technológia előnyei az echelon akkumulátor-kihasználásban
Kulcstechnológiák az echelon-hasznosításhoz
Az elektromos járművek kimerült akkumulátorainak fokozatos hasznosításához általában a következő folyamatokon kell keresztülmenni: a kimerült akkumulátorok újrahasznosítása, az akkumulátorcsomag szétszerelése egycellákra, az akkumulátorok átvizsgálása és teljesítményosztályozása, valamint az akkumulátorok átcsoportosítása echelon-használati akkumulátormodulokba, ill. CSOMAG. Medence kiegyensúlyozó karbantartási tesztelés
Amikor az akkumulátor lemerül, a teljes csomagot leszerelték az autóból. A különböző modellek eltérő akkucsomag-felépítésűek, valamint belső és külső szerkezeti felépítésük, modulcsatlakozási módjuk, folyamattechnológiáik eltérőek, ami azt jelenti, hogy lehetetlen egyetlen szétszerelő-összeszerelősort használni az összes akkumulátorcsomag és belső modul elhelyezésére. Ezután az akkumulátor szétszerelését illetően rugalmas konfigurációt kell végezni, és a szétszerelő szerelősort szakaszokra kell finomítani. A különböző akkumulátorcsomagok szétszerelési folyamatának kialakításakor a meglévő összeszerelősor-szakaszokat lehetőség szerint újra kell használni. és folyamatok a működési hatékonyság javítására és az ismételt beruházások csökkentésére.
Lépésről lépésre történő hasznosításhoz a legésszerűbb, ha nem cellaszintre, hanem modulszintre bontjuk, mert a cellák közötti kapcsolatok általában lézerhegesztés vagy egyéb merev csatlakozási folyamatok, így rendkívül megnehezíti a szétszerelést sérülés nélkül. A költségeket és hasznokat figyelembe véve a nyereség meghaladja a veszteséget.
Kulcstechnológiák az echelon-hasznosításhoz
A PCS egy moduláris, többágú megoldást alkalmaz, amely jobban csökkentheti az akkumulátorcsomagok párhuzamos csatlakozásainak számát. Az egyes akkumulátorok töltése és kisütése nincs hatással egymásra.
Többágú technológiával megoldott fájdalompontok: 1. Különböző akkumulátorcsomagok párhuzamos csatlakoztatása által okozott keringési problémák kiküszöbölése. 2. Csökkentse a komplex szűrési folyamatot az akkumulátor kaszkád kihasználása után, csökkentse a kaszkád akkumulátorok újrafelhasználásának költségeit, és javítsa a kaszkád akkumulátorok újrahasznosítási hatékonyságát és használati értékét. 3. A rendszer rugalmasságának javítása érdekében különböző akkumulátorgyártók akkumulátorai csatlakoztathatók. 4. A BMS aktív kiegyensúlyozási technológiai megoldást alkalmaz, amely maximalizálja az akkumulátor kiegyensúlyozott védelmét.
Technikai előnyök
1. Az energiatároló PCS moduláris felépítése nagy stabilitású. Az egymódusú hiba nem befolyásolja a többi modul munkáját. A modulgyártás kényelmes, gyors és hatékony.
2. Ami a felhasználói értéket illeti, a rendszer bekapcsolható modulok hozzáadásához, eltávolításához, cseréjéhez és karbantartásához, és egyetlen modul 10 percen belül cserélhető; a moduláris redundáns párhuzamos csatlakozás elkerüli az erőforrások pazarlását; támogatja a többszörös energia hozzáférést, így kényelmes és rugalmas.
3. Hatékony háromszintű topológia technológia és nulla szintű konverzió hozzáadásával az IGBT ellenállási feszültség fele a kétszintesnek, és a kapcsolási veszteség kicsi; a háromszintű magasabb kapcsolási frekvenciával rendelkezik, és a kimeneti szűrő induktivitása csökken; a háromszintes létrafeszültséggel több, a kimeneti áram hullámalakja közelebb áll a szinuszos hullámhoz, a harmonikus tartalom kicsi, a teljesítménytényező 0.99. A teljesítménytényezőt tekintve tetszés szerint állítható -1-től 1-ig.
4. Független hőelvezetési tervezés. A modul réteges szerkezetet alkalmaz a fő vezérlőközpont és a fő fűtőelemek elkülönítésére; független légcsatorna biztosítja, hogy a légüreg megfelelő légnyomással rendelkezzen. A kevert légcsatornához képest jobb a termikus kialakítás.
Beszélgetés az integrált optikai tárolási és töltési technológia alkalmazásáról
Az optikai tárolás és töltés tipikus alkalmazási módja az AC microgrid mód. Fő architektúrája AC busz, fotovoltaikus elemek, töltőcölöpök, energiatárolók és akkumulátorok, stb. A rendszer hálózaton vagy hálózaton kívül is üzemeltethető. A rendszer felszerelhető hálózaton kívüli kapcsolóberendezéssel is a zökkenőmentes kapcsolás érdekében.
Az optikai tárolás és töltés alkalmazása a jövőben többenergiás komplementer állapottá fejlődik. A későbbi időszakban nemcsak a fotovoltaik és az energiatárolás, hanem a hőterhelések, hőszivattyúk, elosztott energiaforrások stb. is csatlakoznak ehhez a rendszerhez, amely fokozatosan hatalmas mikrogrid rendszerré fejlődik.
