Jenis aplikasi dan ciri projek mikrogrid
1. Konsep microgrid
Microgrid ialah konsep berbanding dengan grid kuasa besar tradisional. Ia merujuk kepada rangkaian yang terdiri daripada berbilang sumber kuasa teragih dan beban berkaitannya mengikut struktur topologi tertentu. Ia merupakan cara yang berkesan untuk merealisasikan rangkaian pengedaran yang aktif, mengubah grid kuasa tradisional kepada grid pintar. peralihan.
Microgrid melibatkan enam bidang utama penjanaan kuasa, penyimpanan tenaga, pengedaran, penggunaan elektrik, penghantaran dan komunikasi. Ia boleh berfungsi dalam kedua-dua mod grid yang disambungkan dan terpencil, serta mempunyai tahap kebolehpercayaan dan kestabilan yang tinggi.
2. Penggunaan microgrid
Pasaran aplikasi microgrid terutamanya dibahagikan kepada empat aspek berikut: 1. Microgrid rumah: Aplikasi pasaran ini masih agak terhad di China, dan kebanyakan mikrogrid menyepadukan storan dan pengecasan optik. 2. Microgrid taman industri: Kawasan ini digunakan secara meluas. 3. Grid mikro pulau: Membangunkan penjanaan kuasa fotovoltaik dan angin di pulau-pulau untuk menyelesaikan masalah kestabilan dan keselamatan kuasa pulau. 4. Microgrid di kawasan terpencil/tiada kuasa: Bina grid pelengkap mikro pelbagai tenaga untuk menyelesaikan masalah tiada bekalan kuasa di kawasan terpencil.
Microgrid boleh beroperasi pada grid atau di pulau. Keseluruhan sistem direka bentuk untuk menjadi plug-and-play, meningkatkan fleksibiliti dan kebolehpercayaan bekalan kuasa. Microgrid simpanan tenaga juga boleh digunakan sebagai bekalan kuasa sandaran, menggunakan fungsi permulaan hitamnya; di samping itu, ia boleh Mengambil bahagian dalam pengawalseliaan rangkaian utama melalui sistem pengurusan tenaga tempatan.
3. Jenis-jenis mikrogrid
(1) Mikronet komunikasi
Grid mikro AC adalah terutamanya teknologi gandingan tenaga teragih melalui bas AC, yang menghubungkan penjanaan kuasa angin, penjanaan kuasa diesel, fotovoltaik dan storan tenaga kepada sistem. Akhir sekali, keseluruhan sistem disambungkan ke grid kuasa besar melalui kabinet pengedaran pintar untuk membentuk AC Micronet yang ringkas. Aplikasi mikrogrid AC jenis ini sangat tipikal dalam aplikasi atau projek penyimpanan tenaga mikrogrid semasa, dan teknologinya agak matang dan aplikasinya sangat fleksibel. Seperti semua teknologi microgrid storan tenaga, agak mudah bagi pembekal peralatan atau penyepadu sistem untuk mencapai penyepaduan sistem.
Mikrogrid AC jenis ini lebih sesuai untuk mikrogrid pulau. Kerana di kawasan pulau yang agak luas, fotovoltaik boleh digunakan untuk menambah tenaga, dan ditambah dengan sistem penyimpanan tenaga, apabila beban tidak dapat dimakan sepenuhnya, elektrik yang tinggal boleh disimpan dahulu dan kemudian menghidupkan beban pada waktu malam. Apabila keseluruhan sistem tidak dapat menjana elektrik pada hari hujan, anda boleh mempertimbangkan untuk menambah penjana diesel untuk menggunakannya sebagai sumber kuasa sandaran.
Ciri-ciri microgrid AC: 1. Reka bentuk sistem microgrid AC boleh menyokong operasi bersambung grid atau operasi luar grid. 2. Keseluruhan sistem mempunyai julat kuasa capaian yang luas dan reka bentuk yang fleksibel, dan boleh disambungkan kepada tenaga fotovoltaik, kuasa angin, supercapacitors dan jenis sistem bateri simpanan tenaga yang lain. 3. Menyokong penggunaan bateri tangga. Bateri boleh disambungkan ke berbilang cawangan untuk mengurangkan sambungan selari pek bateri. 4. Keseluruhan mikrogrid sistem AC boleh dijadikan reka bentuk bekas yang menyepadukan fotovoltaik, storan tenaga dan bateri. Dalam keadaan di mana kapasiti agak kecil, bateri simpanan tenaga menduduki kawasan yang agak besar. Jika peranti sistem diletakkan di kawasan tertentu dan tiada ruang, bekas boleh diletakkan di luar dan dibungkus secara keseluruhan.
Teknologi utama mikrogrid komunikasi: 1. Strategi pengurusan tenaga mikrogrid, dengan menguruskan status operasi beban dalam mikrogrid, memastikan operasi mikrogrid yang menjimatkan dan boleh dipercayai. Untuk membentuk mikrogrid, pengurusan tenaga, penjadualan dan kawalan dasar amat diperlukan di latar belakang. 2. Teknologi pensuisan lancar on-grid dan off-grid memastikan kebolehpercayaan bekalan kuasa untuk beban penting dalam microgrid dan memainkan peranan penting dalam operasi yang selamat dan boleh dipercayai bagi grid kuasa besar. 3. Fungsi VSG meningkatkan inersia sistem dan mengekalkan kestabilan voltan dan frekuensi sistem.
(2) Grid mikro DC
Microgrid DC digunakan terutamanya di stesen pengecasan kenderaan elektrik, taman perindustrian dan komersial dan beberapa situasi bekalan kuasa kecemasan. Komposisi sistem terutamanya mempertimbangkan dua perkara: 1. Memaksimumkan peranan fotovoltaik. Oleh kerana sektor storan fotovoltaik dan tenaga adalah amat diperlukan dalam mikrogrid, dan storan tenaga adalah komponen teras bagi keseluruhan peralatan mikrogrid. Penjanaan kuasa fotovoltaik secara amnya adalah kuasa DC. Kuasa DC yang dihasilkan oleh fotovoltaik disepadukan ke dalam bas DC melalui peranti perantaraan, dan bateri disambungkan ke sistem melalui penukar DC di tengah. Dengan cara ini, penjanaan kuasa fotovoltaik tidak perlu diterbalikkan dan kemudian dibetulkan semula untuk mengecas bateri. Keseluruhan Kecekapan penukaran sistem akan menjadi sangat tinggi. 2. Pada masa ini, teknologi pengecasan kenderaan elektrik terutamanya menggunakan cerucuk pengecas AC atau cerucuk pengecas DC. Tenaga cerucuk pengecasan tersebut datang daripada arus ulang alik. Microgrid DC dibina untuk mengalirkan tenaga melalui penukaran DC pengecasan DC untuk mengecas terus kenderaan elektrik. Maksimum Meningkatkan kecekapan penukaran dan kecekapan penggunaan sistem. Keseluruhan sistem disambungkan ke grid melalui penukar storan tenaga, yang memainkan peranan pelengkap. Apabila tenaga fotovoltaik tidak mencukupi atau bekalan kuasa beban, sumber DC dan beban lain yang serupa memerlukan bekalan kuasa, kuasa boleh diambil dari grid; apabila penggunaan kuasa fotovoltaik tidak mencukupi. Apabila selesai, anda boleh menggunakan baki kuasa untuk menyambung ke Internet.
Ciri-ciri microgrid DC: 1. Microgrid DC menggunakan teknologi gandingan bas DC untuk mengurangkan kehilangan penukaran AC ke DC. 2. Gunakan sepenuhnya penjanaan kuasa fotovoltaik untuk mencapai keseimbangan kuasa dalam sistem mikrogrid. 3. Minimumkan kapasiti pengagihan kuasa pada bahagian grid, kerana banyak beban menarik kuasa daripada grid apabila kuasa dibekalkan, dan kapasiti konfigurasi pengubah pada bahagian grid akan menjadi sangat besar. Sekiranya terdapat banyak beban DC, mikrogrid DC boleh digunakan untuk menyelesaikan masalah tersebut. 4. Sebagai bekalan kuasa kecemasan yang ringkas, bekalan kuasa kecemasan ini tidak dapat mencapai pensuisan bekalan kuasa yang lancar seperti UPS konvensional, tetapi kelewatan pensuisan boleh dikawal dalam masa 15 milisaat.
Teknologi utama DC microgrid 1. Sistem pengurusan tenaga, yang menggunakan set perisian untuk mengawal dan menjadualkan tenaga sistem secara strategik. 2. Teknologi pemadanan impedans penukar DC. Litar pemadanan impedans ini boleh mengurangkan kesan pada frekuensi resonan litar resonan penukar apabila litar penapis dan beban output berubah, supaya frekuensi resonan litar resonan penukar hanya berada dalam julat yang luas semasa operasi. perubahan dalam julat frekuensi yang kecil untuk memastikan kecekapan penukaran tinggi penukar dan memudahkan litar kawalan penukar. 3. Teknologi kawalan kolaboratif yang diedarkan bagi bas tersegmen memastikan kestabilan kerjasama dan kebolehsuaian sistem.
(3) Microgrid hibrid AC dan DC
Mikrogrid hibrid AC dan DC menggabungkan semua ciri dua jenis mikrogrid sebelumnya dan sangat berkuasa. Gabungan keseluruhan sistem memerlukan peralatan dan teknologi yang sangat tinggi. Dalam aspek seperti storan tenaga dan PCS, jika penyelarasan dan kawalan akses tenaga teragih ke seluruh sistem tidak dikendalikan dengan betul, sistem akan lumpuh. Mikrogrid hibrid AC dan DC boleh digunakan secara meluas dalam senario seperti pulau, kawasan tanpa elektrik, dan taman perindustrian dan komersial.
Penyelesaian Dan Aplikasi Teknologi Penyimpanan Tenaga Kontena 1MWj
(1) Penyelesaian penyimpanan tenaga mikrogrid
Komponen teras seperti bateri bersepadu, BMS, penukar, kabinet pensuisan pintar dan EMS semuanya diletakkan di dalam bekas, yang boleh dicapai dengan bekas 40 kaki. Penyelesaian bersepadu ini boleh digunakan dalam pencukuran puncak dan modulasi frekuensi stesen janakuasa simpanan tenaga, atau penggunaan bateri lata, situasi bekalan kuasa kecemasan, dan beberapa aplikasi komersial untuk pencukuran puncak dan pengisian lembah.
2. Penyelesaian Penyimpanan Tenaga Stesen Janakuasa
Keseluruhan sistem stesen janakuasa simpanan tenaga adalah dalam skala yang agak besar. Saya secara peribadi mengesyorkan bahawa PCS dan bahagian bateri diasingkan dan diletakkan di dalam bekas yang berasingan. Ini akan menjadi lebih munasabah dari segi penyelenggaraan dan pengudaraan dan pelesapan haba bateri.
3. Penyelesaian Penyimpanan Tenaga Kabinet
Penyelesaian penyimpanan tenaga semua dalam satu sesuai untuk aplikasi penyimpanan tenaga komersial kecil. Dengan meletakkan PCS dan modul bateri dalam kabinet, keseluruhan sistem menduduki ruang yang agak kecil.
Reka bentuk Bekas Penyimpanan Tenaga 1MWj
Reka bentuk bekas simpanan tenaga 1MWh terbahagi kepada dua bahagian:
1. Petak bateri: Petak bateri terutamanya termasuk bateri 1MWh, rak bateri, kabinet kawalan BMS, kabinet pemadam api heptafluoropropane, penghawa dingin penyejuk, pencahayaan pengesan asap, kamera pengawasan, dll. Bateri perlu dilengkapi dengan sistem pengurusan BMS yang sepadan . Jenis bateri boleh menjadi bateri litium besi, bateri litium, bateri plumbum-karbon dan bateri asid plumbum. Bateri asid plumbum mempunyai ketumpatan tenaga yang rendah dan bersaiz besar. Bekas 40 kaki standard mungkin tidak dapat menampungnya. Reka bentuk standard arus perdana semasa ialah bateri fosfat besi litium 1MWh. Penghawa dingin penyejuk melaraskan dalam masa nyata mengikut suhu di gudang. Kamera pengawasan boleh memantau dari jauh status operasi peralatan di gudang. Akhir sekali, pelanggan jauh boleh dibentuk untuk memantau dan mengurus status operasi dan status bateri peralatan di gudang melalui pelanggan atau aplikasi.
2. Gudang peralatan: Gudang peralatan terutamanya termasuk kabinet kawalan PCS dan EMS. PCS boleh mengawal proses pengecasan dan nyahcas, melakukan penukaran AC dan DC, dan boleh secara langsung kuasa beban AC apabila tiada grid kuasa. Dalam aplikasi sistem penyimpanan tenaga, fungsi dan peranan EMS adalah agak penting. Dari segi rangkaian pengedaran, EMS mengumpul terutamanya status kuasa masa nyata grid kuasa melalui komunikasi dengan meter pintar dan memantau perubahan kuasa beban dalam masa nyata. Kawal penjanaan kuasa automatik dan nilai keselamatan status sistem kuasa. Dalam sistem 1MWj, nisbah PCS kepada bateri boleh menjadi 1:1 atau 1:4 (PCS simpanan tenaga 250kWj, bateri 1MWj).
Reka bentuk pelesapan haba penukar jenis kontena 1MW menggunakan reka bentuk pengedaran ke hadapan dan pelepasan belakang. Reka bentuk ini sesuai untuk stesen janakuasa simpanan tenaga yang meletakkan semua PCS dalam bekas yang sama.
Pendawaian, saluran penyelenggaraan dan reka bentuk pelesapan haba sistem pengagihan kuasa dalaman kontena disepadukan dan dioptimumkan untuk memudahkan pengangkutan jarak jauh dan mengurangkan kos penyelenggaraan seterusnya.
3. Komposisi penyelesaian simpanan tenaga MW standard
Penyelesaian storan tenaga MW standard menyepadukan bateri, BMS, PCS dan EMS. Kebanyakan sistem menggunakan PCS sebagai peralatan asas teras dan menyediakan penyelesaian penyimpanan tenaga sehenti tersuai dengan menyepadukan bateri, BMS dan EMS.
Microgrid simpanan tenaga telah menjadi infrastruktur utama Internet tenaga
- Peranan microgrid simpanan tenaga dalam internet tenaga
Terdapat korespondensi satu dengan satu antara storan tenaga dan Internet. Tenaga dalam simpanan tenaga sepadan dengan data dalam Internet; bateri adalah storan tenaga yang dipanggil, yang sepadan dengan cache di Internet; peranti penukaran dua arah penukar storan tenaga sepadan dengan peranan penghala dalam Internet; microgrid dalam simpanan tenaga Ia bersamaan dengan rangkaian kawasan tempatan; semua data dan peranti yang digabungkan membentuk Internet Tenaga, yang setara dengan struktur Internet.
2. Aplikasi penyimpanan tenaga
Bahagian penjanaan kuasa: menyelesaikan masalah meninggalkan angin dan cahaya serta menstabilkan turun naik. Pada masa ini, kadar pengabaian angin di beberapa kawasan mencapai 10% -15%, dan kadar pengabaian ringan mencapai 15% -20%. Dilengkapi dengan storan tenaga pada bahagian penjanaan kuasa, penjanaan kuasa boleh distabilkan dan kesan pada grid kuasa akan dikurangkan dengan banyak.
Bahagian grid: Mengambil bahagian dalam peraturan frekuensi grid kuasa untuk meningkatkan kestabilan. Pada masa ini, beberapa tempat dalam pasaran peraturan frekuensi menggunakan kuasa haba untuk peraturan frekuensi, tetapi masa tindak balas dan kitaran peraturan frekuensi kuasa haba agak panjang. Kuasa keluaran storan tenaga berubah dengan sangat cepat dan biasanya boleh bertindak balas dalam masa 10 saat. Modulasi kekerapan penyimpanan tenaga mempunyai kelebihan berbanding.
Bahagian pengguna: penyimpanan tenaga, pencukuran puncak dan pengisian lembah, dan memperoleh perbezaan harga elektrik lembah puncak.
Cabaran dan Halangan dalam Pembangunan Microgrid Penyimpanan Tenaga
Pada masa ini, keseluruhan pasaran simpanan tenaga berada dalam keadaan suam, terutamanya atas dua sebab: Pertama, dasar dan kos. Subsidi dasar negeri untuk kenderaan elektrik adalah sangat besar. Oleh itu, selepas subsidi disediakan untuk sistem penyimpanan tenaga atau bateri, kos keseluruhan sistem akan dikurangkan, pelaburan awal akan dikurangkan, dan hasil sistem akan meningkat. Yang kedua ialah peringkat teknikal. Pertama sekali, masih terdapat kekangan dan kesukaran teknikal dalam pembangunan rangkaian pengedaran aktif; penerokaan teknologi pengurusan tenaga masih perlu diterokai; teknologi operasi yang diselaraskan dan dioptimumkan bagi mikrogrid dan grid kuasa besar perlu dipertingkatkan; kebolehsuaian grid penukar storan tenaga Dari segi teknologi sokongan untuk grid kuasa, terdapat keperluan teknikal dan ambang untuk pengeluar PCS storan tenaga. Orang ramai berpendapat bahawa dasar dan kos adalah isu utama pada masa ini.
Peluang dan Prospek dalam Pembangunan Microgrid Penyimpanan Tenaga
(1) Kadar penembusan tinggi tenaga fotovoltaik dan angin menimbulkan cabaran kepada kestabilan grid kuasa. Kajian mendapati bahawa kadar penembusan maksimum penjanaan kuasa fotovoltaik secara amnya tidak melebihi 25%-50%. Jika tidak, grid kuasa mungkin mengalami kenaikan voltan, turun naik voltan yang disebabkan oleh perubahan awan dan pemotongan berskala besar yang disebabkan oleh turun naik voltan dan frekuensi rendah.
(2) Pembaharuan elektrik telah mengaktifkan pasaran simpanan tenaga sebelah pengguna. Dengan penurunan selanjutnya kos penyimpanan tenaga, penambahbaikan sistem harga elektrik puncak dan lembah, penubuhan mekanisme pampasan seperti harga elektrik puncak dan pengurusan bahagian permintaan, dan pembangunan pelbagai perkhidmatan nilai tambah di sisi pengguna pasaran kuasa, pasaran simpanan tenaga di sisi pengguna akan muncul. Ia telah menjadi salah satu bidang utama untuk aplikasi komersial penyimpanan tenaga di negara saya.
(3) Dengan letupan pesat pasaran kenderaan elektrik, kitar semula bateri kuasa yang berkesan dan merealisasikan penggunaan bateri secara berurutan telah menjadi salah satu isu penting dalam pembangunan kenderaan tenaga baharu, dan telah diletakkan dalam agenda. Pasaran untuk bateri automotif masa hadapan Sangat besar.
(4) Sistem mikrogrid penyimpanan dan pengecasan optik mempunyai nilai pelaburan. Ia adalah skim pengurusan dan peruntukan tenaga yang menggunakan tenaga hijau secara menyeluruh dan mempunyai faedah ekonomi dan alam sekitar yang tinggi.
Kelebihan teknologi penyimpanan tenaga berbilang cawangan dalam penggunaan bateri eselon
Teknologi utama untuk penggunaan eselon
Untuk penggunaan eselon bateri kuasa bersara kenderaan elektrik, proses berikut secara amnya perlu melalui: kitar semula bateri bersara, pembongkaran PACK bateri ke dalam sel tunggal, penapisan bateri dan klasifikasi prestasi, dan pengumpulan semula bateri ke dalam modul bateri penggunaan eselon atau PACK. Ujian penyelenggaraan pengimbangan kolam
Apabila bateri kuasa ditamatkan, keseluruhan pek dibuka dari kereta. Model yang berbeza mempunyai reka bentuk pek bateri yang berbeza, dan reka bentuk struktur dalaman dan luarannya, kaedah sambungan modul dan teknologi proses adalah berbeza, yang bermaksud bahawa adalah mustahil untuk menggunakan satu baris pemasangan pembongkaran untuk memuatkan semua pek bateri dan modul dalaman. Kemudian, dari segi pembongkaran bateri, adalah perlu untuk menjalankan konfigurasi fleksibel dan menapis baris pemasangan pembongkaran ke dalam bahagian. Apabila merumuskan proses operasi pembongkaran untuk pek bateri yang berbeza, adalah perlu untuk menggunakan semula bahagian talian pemasangan sedia ada sebanyak mungkin. dan proses untuk meningkatkan kecekapan operasi dan mengurangkan pelaburan berulang.
Untuk penggunaan langkah demi langkah, adalah paling munasabah untuk membukanya ke tahap modul dan bukannya tahap sel, kerana sambungan antara sel biasanya kimpalan laser atau proses sambungan tegar lain, menjadikannya amat sukar untuk dibongkar tanpa kerosakan. Mengambil kira kos dan faedah, keuntungan melebihi kerugian.
Teknologi utama untuk penggunaan eselon
PCS menggunakan penyelesaian berbilang cawangan modular, yang boleh mengurangkan bilangan sambungan selari pek bateri dengan lebih baik. Pengecasan dan pelepasan setiap bateri tidak menjejaskan satu sama lain.
Titik sakit diselesaikan dengan teknologi berbilang cawangan: 1. Hilangkan masalah peredaran yang disebabkan oleh sambungan selari pek bateri yang berbeza. 2. Kurangkan proses penapisan yang kompleks selepas penggunaan lata bateri, kurangkan kos penggunaan semula bateri lata, dan tingkatkan kecekapan kitar semula dan nilai penggunaan bateri lata. 3. Bateri daripada pengeluar bateri yang berbeza boleh disambungkan untuk meningkatkan fleksibiliti sistem. 4. BMS menggunakan penyelesaian teknologi pengimbangan aktif, yang boleh memaksimumkan perlindungan seimbang bateri.
Kelebihan teknikal
1. Reka bentuk modular PCS simpanan tenaga mempunyai kestabilan yang tinggi. Kegagalan mod tunggal tidak menjejaskan kerja modul lain. Pengeluaran modul adalah mudah, cepat dan cekap.
2. Dari segi nilai pengguna, sistem boleh dihidupkan untuk penambahan modul, penyingkiran, penggantian dan penyelenggaraan, dan satu modul boleh diganti dalam masa 10 minit; sambungan selari berlebihan modular mengelakkan pembaziran sumber; ia menyokong akses tenaga berbilang, menjadikannya mudah dan fleksibel.
3. Menggunakan teknologi topologi tiga peringkat yang cekap dan menambah penukaran tahap sifar, voltan tahan IGBT adalah separuh daripada dua peringkat dan kehilangan pensuisan adalah kecil; tiga peringkat mempunyai frekuensi pensuisan yang lebih tinggi dan kearuhan penapis output dikurangkan; tiga peringkat mempunyai satu lagi voltan tangga lapisan, bentuk gelombang arus keluaran lebih dekat kepada gelombang sinus, kandungan harmonik adalah kecil, dan faktor kuasa ialah 0.99. Dari segi faktor kuasa, ia boleh dilaraskan sesuka hati dari -1 hingga 1.
4. Reka bentuk pelesapan haba bebas. Modul ini menggunakan struktur berlapis untuk mengasingkan pusat kawalan utama dan komponen pemanasan utama; salur udara bebas digunakan untuk memastikan rongga udara mempunyai tekanan udara yang mencukupi. Berbanding dengan saluran udara campuran, reka bentuk terma adalah lebih baik.
Perbincangan tentang aplikasi storan optik bersepadu dan teknologi pengecasan
Mod aplikasi biasa storan dan pengecasan optik ialah mod mikrogrid AC. Seni bina utamanya termasuk bas AC, fotovoltaik, cerucuk pengecasan, storan tenaga dan bateri, dsb. Sistem ini boleh dikendalikan dalam grid atau luar grid. Sistem ini juga boleh dilengkapi dengan peralatan pensuisan luar grid untuk pensuisan yang lancar.
Aplikasi storan dan pengecasan optik akan berkembang menjadi keadaan pelengkap berbilang tenaga pada masa hadapan. Dalam tempoh kemudian, bukan sahaja fotovoltaik dan simpanan tenaga, tetapi juga beban haba, pam haba, sumber tenaga teragih, dan lain-lain akan disambungkan kepada sistem ini, secara beransur-ansur berkembang menjadi sistem mikrogrid yang besar.
