Toepassingstypen en kenmerken van microgridprojecten
1. Het concept van microgrid
Microgrid is een concept dat relatief is aan het traditionele grote elektriciteitsnet. Het verwijst naar een netwerk dat is samengesteld uit meerdere gedistribueerde energiebronnen en hun gerelateerde belastingen volgens een bepaalde topologische structuur. Het is een effectieve manier om een actief distributienetwerk te realiseren, waarbij traditionele elektriciteitsnetten worden getransformeerd in slimme netten. transitie.
Het microgrid omvat de zes belangrijkste gebieden van energieopwekking, energieopslag, distributie, elektriciteitsverbruik, dispatching en communicatie. Het kan werken in zowel grid-connected als geïsoleerde grid-modi en heeft een hoge mate van betrouwbaarheid en stabiliteit.
2. Toepassing van microgrid
De toepassingsmarkt van microgrids is hoofdzakelijk verdeeld in de volgende vier aspecten: 1. Microgrid voor thuis: Deze markttoepassing is nog relatief beperkt in China en de meeste microgrids integreren optische opslag en opladen. 2. Microgrid voor industrieparken: Dit gebied wordt veel gebruikt. 3. Microgrid voor eilanden: Ontwikkel fotovoltaïsche en windenergieopwekking op eilanden om het probleem van de stabiliteit en veiligheid van de elektriciteitsvoorziening op eilanden op te lossen. 4. Microgrid in afgelegen gebieden/gebieden zonder elektriciteit: Bouw een micro multi-energie complementair netwerk om het probleem van geen stroomvoorziening in afgelegen gebieden op te lossen.
Het microgrid kan op het net of op een eiland werken. Het hele systeem is ontworpen om plug-and-play te zijn, wat de flexibiliteit en betrouwbaarheid van de stroomvoorziening verbetert. Het energieopslagmicrogrid kan ook worden gebruikt als een back-upstroomvoorziening, met behulp van de black start-functie; daarnaast kan het deelnemen aan de regulering van het hoofdnetwerk via het lokale energiebeheersysteem.
3. Soorten microgrids
(1) Communicatie micronet
AC microgrid is voornamelijk een koppelingstechnologie van gedistribueerde energie via AC-bus, die windenergieopwekking, dieselenergieopwekking, fotovoltaïsche energie en energieopslag met het systeem verbindt. Ten slotte is het hele systeem via intelligente distributiekasten verbonden met het grote elektriciteitsnet om een eenvoudig AC Micronet te vormen. De toepassing van dit soort AC microgrid is heel typerend in huidige microgrid-energieopslagtoepassingen of -projecten, en de technologie is relatief volwassen en de toepassing is zeer flexibel. Zoals met alle energieopslag-microgridtechnologieën is het relatief eenvoudig voor apparatuurleveranciers of systeemintegratoren om systeemintegratie te bereiken.
Dit type AC-microgrid is geschikter voor microgrids op eilanden. Omdat in relatief grote delen van het eiland fotovoltaïsche cellen kunnen worden gebruikt om energie aan te vullen, en in combinatie met een energieopslagsysteem, kan de resterende elektriciteit eerst worden opgeslagen en 's nachts worden gebruikt als de belasting niet volledig kan worden verbruikt. Wanneer het hele systeem op regenachtige dagen geen elektriciteit kan genereren, kunt u overwegen om een dieselgenerator toe te voegen om deze te gebruiken als back-upstroombron.
Kenmerken van AC-microgrid: 1. Het systeemontwerp van AC-microgrid kan netgekoppelde werking of off-grid werking ondersteunen. 2. Het hele systeem heeft een breed toegankelijk vermogensbereik en een flexibel ontwerp, en kan worden aangesloten op fotovoltaïsche energie, windenergie, supercondensatoren en andere soorten energieopslagbatterijsystemen. 3. Ondersteunt de toepassing van ladderbatterijen. De batterijen kunnen worden aangesloten op meerdere takken om parallelle aansluiting van batterijpakketten te verminderen. 4. Het hele AC-systeemmicrogrid kan worden gemaakt in een containerontwerp dat fotovoltaïsche energie, energieopslag en batterijen integreert. In situaties waarin de capaciteit relatief klein is, neemt de energieopslagbatterij een relatief groot gebied in beslag. Als het systeemapparaat in een specifiek gebied wordt geplaatst en er geen ruimte is, kan een container buiten worden geplaatst en als geheel worden verpakt.
De belangrijkste technologieën van communicatiemicrogrid: 1. Microgrid-energiebeheerstrategie, door het beheer van de operationele status van de belasting in het microgrid, zorgt voor de economische en betrouwbare werking van het microgrid. Om een microgrid te vormen, zijn energiebeheer, planning en beleidscontrole onmisbaar op de achtergrond. 2. On-grid en off-grid naadloze schakeltechnologie zorgt voor de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening voor belangrijke belastingen in het microgrid en speelt een belangrijke rol in de veilige en betrouwbare werking van het grote elektriciteitsnet. 3. VSG-functie verhoogt de systeeminertie en handhaaft de stabiliteit van de systeemspanning en -frequentie.
(2) DC-microgrid
DC-microgrids worden voornamelijk gebruikt in laadstations voor elektrische voertuigen, industriële en commerciële parken en in sommige noodstroomsituaties. De systeemsamenstelling houdt voornamelijk rekening met twee punten: 1. Maximaliseren van de rol van fotovoltaïsche cellen. Omdat de sectoren fotovoltaïsche cellen en energieopslag onmisbaar zijn in het microgrid, en energieopslag de kerncomponent is van de gehele microgrid-apparatuur. Fotovoltaïsche stroomopwekking is over het algemeen DC-stroom. De DC-stroom die wordt gegenereerd door fotovoltaïsche cellen wordt geïntegreerd in de DC-bus via een tussenliggend apparaat en de batterij wordt via de DC-omvormer in het midden op het systeem aangesloten. Op deze manier hoeft fotovoltaïsche stroomopwekking niet te worden omgekeerd en vervolgens terug te worden gelijkgericht om de batterij op te laden. De gehele De conversie-efficiëntie van het systeem zal zeer hoog zijn. 2. Momenteel gebruikt de laadtechnologie van elektrische voertuigen voornamelijk AC-laadpalen of DC-laadpalen. De energie van dergelijke laadpalen komt van wisselstroom. Een DC-microgrid is gebouwd om de energie door DC-laad-DC-conversie te laten stromen om elektrische voertuigen rechtstreeks op te laden. Het maximum Verbeter de conversie-efficiëntie en de benuttingsefficiëntie van het systeem. Het hele systeem is verbonden met het net via de energieopslagomvormer, die een complementaire rol speelt. Wanneer de fotovoltaïsche energie onvoldoende is of de belastingsvoeding, DC-bron en andere soortgelijke belastingen voeding nodig hebben, kan er stroom uit het net worden gehaald; wanneer het fotovoltaïsche stroomverbruik niet voldoende is. Wanneer u klaar bent, kunt u het resterende vermogen gebruiken om verbinding te maken met internet.
Kenmerken van DC-microgrid: 1. DC-microgrid maakt gebruik van DC-buskoppelingstechnologie om AC-naar-DC-conversieverliezen te verminderen. 2. Maak volledig gebruik van fotovoltaïsche energieopwekking om energiebalans in het microgridsysteem te bereiken. 3. Minimaliseer de energiedistributiecapaciteit aan de netzijde, omdat veel belastingen energie uit het net halen wanneer er stroom wordt geleverd, en de transformatorconfiguratiecapaciteit aan de netzijde erg groot zal zijn. Als er veel DC-belastingen zijn, kan DC-microgrid worden gebruikt om het probleem op te lossen. 4. Als een eenvoudige noodstroomvoorziening kan deze noodstroomvoorziening geen naadloze stroomvoorzieningsschakeling bereiken zoals een conventionele UPS, maar de schakelvertraging kan binnen 15 milliseconden worden geregeld.
Belangrijkste technologieën van DC-microgrid 1. Energiebeheersysteem, dat een set software gebruikt om de systeemenergie strategisch te regelen en te plannen. 2. DC-converterimpedantieaanpassingstechnologie. Dit impedantieaanpassingscircuit kan de impact op de resonantiefrequentie van het converterresonantiecircuit verminderen wanneer het filtercircuit en de uitgangsbelasting veranderen, zodat de resonantiefrequentie van het converterresonantiecircuit alleen binnen een breed bereik ligt tijdens de werking. verandert binnen een klein frequentiebereik om een hoge conversie-efficiëntie van de converter te garanderen en het regelcircuit van de converter te vereenvoudigen. 3. De gedistribueerde collaboratieve regeltechnologie van gesegmenteerde bussen zorgt voor de stabiliteit van de samenwerking en de aanpasbaarheid van het systeem.
(3) AC en DC hybride microgrid
Het AC en DC hybride microgrid combineert alle kenmerken van de twee voorgaande microgrid-typen en is zeer krachtig. De combinatie van het gehele systeem vereist zeer hoogwaardige apparatuur en technologie. In aspecten zoals energieopslag en PCS, als de coördinatie en controle van gedistribueerde energietoegang tot het gehele systeem niet goed worden afgehandeld, zal het systeem verlamd raken. AC en DC hybride microgrids kunnen op grote schaal worden gebruikt in scenario's zoals eilanden, gebieden zonder elektriciteit en industriële en commerciële parken.
1MWh Container Energieopslag Technologie Oplossing En Toepassing
(1) Microgrid-energieopslagoplossing
Kerncomponenten zoals geïntegreerde batterijen, BMS, converters, intelligente schakelkasten en EMS worden allemaal in een container geplaatst, wat kan worden bereikt met een 40-voet container. Deze geïntegreerde oplossing kan worden toegepast in piekafvlakking en frequentiemodulatie van energieopslagcentrales, of het gebruik van cascadebatterijen, noodstroomvoorzieningssituaties en enkele commerciële toepassingen voor piekafvlakking en dalvulling.
2. Energieopslagoplossingen voor elektriciteitscentrales
Het hele systeem van een energieopslagcentrale is relatief grootschalig. Ik raad persoonlijk aan om de PCS- en batterijonderdelen te scheiden en in een aparte container te plaatsen. Dit is redelijker in termen van onderhoud en ventilatie en warmteafvoer van de batterij.
3. Energieopslagoplossing voor kasten
All in one energieopslagoplossing is geschikt voor kleine commerciële energieopslagtoepassingen. Door de PCS en batterijmodules in een kast te plaatsen, neemt het hele systeem relatief weinig ruimte in beslag.
Ontwerp van 1MWh energieopslagcontainer
Het ontwerp van de 1MWh-energieopslagcontainer bestaat hoofdzakelijk uit twee delen:
1. Batterijcompartiment: Het batterijcompartiment omvat voornamelijk een 1MWh-batterij, batterijrek, BMS-regelkast, heptafluoropropaan brandbluskast, koelairconditioner, rookdetectieverlichting, bewakingscamera, enz. De batterij moet worden uitgerust met een bijbehorend BMS-beheersysteem. Batterijtypen kunnen lithium-ijzerbatterijen, lithiumbatterijen, lood-koolstofbatterijen en loodzuurbatterijen zijn. Loodzuurbatterijen hebben een lage energiedichtheid en zijn groot van formaat. Een standaardcontainer van 40 voet kan ze mogelijk niet herbergen. Het huidige standaardontwerp is een 1MWh lithium-ijzerfosfaatbatterij. De koelairconditioner past zich in realtime aan op basis van de temperatuur in het magazijn. Bewakingscamera's kunnen op afstand de bedrijfsstatus van apparatuur in het magazijn bewaken. Ten slotte kan een externe client worden gevormd om de bedrijfsstatus en batterijstatus van de apparatuur in het magazijn te bewaken en beheren via de client of app.
2. Apparatuurmagazijn: Het apparatuurmagazijn omvat voornamelijk PCS- en EMS-regelkasten. PCS kan het laad- en ontlaadproces regelen, AC- en DC-conversie uitvoeren en AC-belastingen rechtstreeks van stroom voorzien wanneer er geen elektriciteitsnet is. Bij de toepassing van energieopslagsystemen zijn de functie en rol van EMS relatief belangrijk. In termen van distributienetwerk verzamelt EMS voornamelijk de realtime-stroomstatus van het elektriciteitsnet via communicatie met slimme meters en bewaakt veranderingen in belastingvermogen in realtime. Controleer automatische stroomopwekking en evalueer de veiligheid van de status van het elektriciteitsnet. In een 1MWh-systeem kan de verhouding van PCS tot batterij 1:1 of 1:4 zijn (energieopslag PCS 250kWh, batterij 1MWh).
Het warmteafvoerontwerp van de 1MW container-type converter maakt gebruik van een voorwaartse distributie en achterwaartse ontlading ontwerp. Dit ontwerp is geschikt voor energieopslagcentrales die alle PCS in dezelfde container plaatsen.
De bedrading, onderhoudskanalen en het ontwerp voor warmteafvoer van het interne stroomdistributiesysteem van de container zijn geïntegreerd en geoptimaliseerd om langeafstandstransport te vergemakkelijken en de daaropvolgende onderhoudskosten te verlagen.
3. Samenstelling van standaard MW-energieopslagoplossing
De standaard MW-energieopslagoplossing integreert batterijen, BMS, PCS en EMS. De meeste systemen gebruiken PCS als de belangrijkste basisuitrusting en bieden op maat gemaakte, one-stop-energieopslagoplossingen door batterijen, BMS en EMS te integreren.
Energieopslagmicrogrid is de belangrijkste infrastructuur van het energie-internet geworden
- De rol van microgrids voor energieopslag in het energie-internet
Er is een een-op-een-correspondentie tussen energieopslag en internet. De energie in energieopslag komt overeen met de gegevens op internet; de batterij is de zogenaamde energieopslag, die overeenkomt met de cache op internet; het bidirectionele conversieapparaat van de energieopslagconverter komt overeen met de rol van de router op internet; het microgrid in energieopslag Het is equivalent aan een lokaal netwerk; alle gegevens en apparaten bij elkaar opgeteld vormen het energie-internet, dat equivalent is aan de structuur van internet.
2. Toepassing van energieopslag
Energieopwekkingskant: los het probleem op van het verlaten van wind en licht en stabiliseer schommelingen. Momenteel bereikt het windverlatingspercentage in sommige gebieden 10%-15% en het lichtverlatingspercentage 15%-20%. Uitgerust met energieopslag aan de energieopwekkingskant kan de energieopwekking worden gestabiliseerd en zal de impact op het elektriciteitsnet aanzienlijk worden verminderd.
Grid side: Neem deel aan de frequentieregeling van het elektriciteitsnet om de stabiliteit te verbeteren. Momenteel gebruiken sommige plaatsen in de frequentieregelingsmarkt thermische energie voor frequentieregeling, maar de responstijd en cyclus van thermische energiefrequentieregeling zijn relatief lang. Energieopslaguitgangsvermogen verandert zeer snel en kan over het algemeen binnen 10 seconden reageren. Energieopslagfrequentiemodulatie heeft voordelen in vergelijking.
Gebruikerszijde: energieopslag, piekafvlakking en dalvulling, en het verdienen van het piek-dalprijsverschil in elektriciteit.
Uitdagingen en obstakels bij de ontwikkeling van microgrids voor energieopslag
Op dit moment verkeert de gehele markt voor energieopslag in een lauwe staat, voornamelijk om twee redenen: Ten eerste, beleid en kosten. De beleidssubsidies van de staat voor elektrische voertuigen zijn erg groot. Daarom zullen, nadat subsidies zijn verstrekt voor energieopslagsystemen of batterijen, de kosten van het gehele systeem worden verlaagd, de initiële investering worden verlaagd en de inkomsten van het systeem toenemen. De tweede is het technische niveau. Ten eerste zijn er nog steeds beperkingen en technische moeilijkheden bij de ontwikkeling van actieve distributienetwerken; de verkenning van energiebeheertechnologie moet nog worden onderzocht; de gecoördineerde en geoptimaliseerde operationele technologie van microgrids en grote elektriciteitsnetten moet worden verbeterd; de aanpasbaarheid van energieopslagconverters aan het net. Wat betreft ondersteunende technologie voor het elektriciteitsnet, zijn er technische vereisten en drempels voor fabrikanten van energieopslag-PCS. Mensen denken dat beleid en kosten op dit moment de belangrijkste kwesties zijn.
Kansen en vooruitzichten in de ontwikkeling van microgrids voor energieopslag
(1) De hoge penetratiegraad van fotovoltaïsche en windenergie vormt een uitdaging voor de stabiliteit van het elektriciteitsnet. Uit onderzoek is gebleken dat de maximale penetratiegraad van fotovoltaïsche energieopwekking doorgaans niet hoger is dan 25%-50%. Anders kan het elektriciteitsnet te maken krijgen met spanningsstijgingen, spanningsschommelingen veroorzaakt door veranderingen in de bewolking en grootschalige ontkoppelingen veroorzaakt door schommelingen in de lage spanning en frequentie.
(2) De hervorming van elektriciteit heeft de markt voor energieopslag aan de gebruikerszijde geactiveerd. Met de verdere daling van de kosten voor energieopslag, de verbetering van het piek- en dalprijssysteem voor elektriciteit, de instelling van compensatiemechanismen zoals piekprijzen voor elektriciteit en vraagbeheer, en de ontwikkeling van verschillende diensten met toegevoegde waarde aan de gebruikerszijde van de elektriciteitsmarkt, zal de markt voor energieopslag aan de gebruikerszijde verschijnen. Het is een van de belangrijkste gebieden geworden voor commerciële toepassing van energieopslag in mijn land.
(3) Met de snelle explosie van de markt voor elektrische voertuigen zijn de effectieve recycling van powerbatterijen en de realisatie van sequentieel gebruik van batterijen een van de belangrijke kwesties geworden in de ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen, en zijn op de agenda gezet. De markt voor toekomstige autobatterijen Zeer groot.
(4) Het optische opslag- en oplaadmicrogridsysteem heeft investeringswaarde. Het is een energiebeheer- en toewijzingsschema dat op uitgebreide wijze gebruikmaakt van groene energie en hoge economische en ecologische voordelen heeft.
Voordelen van multi-branch energieopslagtechnologie bij echelon batterijgebruik
Belangrijkste technologieën voor echelongebruik
Voor het echelongebruik van afgedankte accu's van elektrische voertuigen moeten doorgaans de volgende processen worden doorlopen: recycling van afgedankte accu's, demontage van de accu-PACK in afzonderlijke cellen, batterijscreening en prestatieclassificatie, en hergroepering van accu's in echelongebruiksaccumodules of PACK. Poolbalanceringsonderhoudstesten
Wanneer de powerbatterij wordt uitgetrokken, wordt het hele pakket uit de auto gedemonteerd. Verschillende modellen hebben verschillende batterijpakketontwerpen en hun interne en externe structurele ontwerpen, moduleverbindingsmethoden en procestechnologieën zijn verschillend, wat betekent dat het onmogelijk is om één demontage-assemblagelijn te gebruiken om alle batterijpakketten en interne modules te passen. Vervolgens is het, wat betreft de demontage van batterijen, noodzakelijk om flexibele configuratie uit te voeren en de demontage-assemblagelijn in secties te verfijnen. Bij het formuleren van het demontage-operatieproces voor verschillende batterijpakketten is het noodzakelijk om de bestaande assemblagelijnsecties zoveel mogelijk te hergebruiken. en processen om de operationele efficiëntie te verbeteren en herhaalde investeringen te verminderen.
Voor stapsgewijze benutting is het het meest redelijk om het te demonteren tot op moduleniveau in plaats van op celniveau, omdat de verbindingen tussen cellen meestal laserlassen of andere rigide verbindingsprocessen zijn, waardoor het extreem moeilijk is om het te demonteren zonder schade. Gezien de kosten en voordelen, weegt de winst op tegen het verlies.
Belangrijkste technologieën voor echelongebruik
PCS gebruikt een modulaire multi-branch oplossing, die het aantal parallelle verbindingen van batterijpakketten beter kan verminderen. Het opladen en ontladen van elke batterij heeft geen invloed op elkaar.
Pijnpunten opgelost door multi-branch technologie: 1. Elimineer circulatieproblemen veroorzaakt door parallelle aansluiting van verschillende batterijpakketten. 2. Verminder het complexe screeningproces na batterijcascadegebruik, verlaag de kosten van hergebruik van cascadebatterijen en verbeter de recyclingefficiëntie en gebruikswaarde van cascadebatterijen. 3. Batterijen van verschillende batterijfabrikanten kunnen worden aangesloten om de flexibiliteit van het systeem te verbeteren. 4. BMS maakt gebruik van een actieve balancerende technologieoplossing, die de gebalanceerde bescherming van de batterij kan maximaliseren.
Technische voordelen
1. Het modulaire ontwerp van energieopslag-PCS heeft een hoge stabiliteit. Enkelvoudige modusstoringen hebben geen invloed op het werk van andere modules. Moduleproductie is handig, snel en efficiënt.
2. Wat de gebruikerswaarde betreft, kan het systeem worden ingeschakeld voor het toevoegen, verwijderen, vervangen en onderhouden van modules. Een enkele module kan binnen 10 minuten worden vervangen. De modulaire, redundante parallelle verbinding voorkomt verspilling van bronnen. Het ondersteunt meerdere vormen van energietoegang, wat het handig en flexibel maakt.
3. Door gebruik te maken van efficiënte drie-niveau topologietechnologie en het toevoegen van nul-niveau conversie, is de IGBT-weerstandsspanning de helft van de twee-niveau en is het schakelverlies klein; de drie-niveau heeft een hogere schakelfrequentie en de uitgangsfilterinductantie is verminderd; de drie-niveau heeft één extra laag ladderspanning, de uitgangsstroomgolfvorm is dichter bij een sinusgolf, de harmonische inhoud is klein en de vermogensfactor is 0.99. In termen van vermogensfactor kan deze naar wens worden aangepast van -1 tot 1.
4. Onafhankelijk warmteafvoerontwerp. De module gebruikt een gelaagde structuur om het hoofdcontrolecentrum en de belangrijkste verwarmingscomponenten te isoleren; een onafhankelijk luchtkanaal wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat de luchtholte voldoende luchtdruk heeft. Vergeleken met een gemengd luchtkanaal is het thermische ontwerp beter.
Discussie over de toepassing van geïntegreerde optische opslag- en oplaadtechnologie
De typische toepassingsmodus van optische opslag en opladen is de AC-microgridmodus. De belangrijkste architectuur omvat AC-bus, fotovoltaïsche cellen, laadpalen, energieopslag en batterijen, enz. Het systeem kan on-grid of off-grid worden bediend. Het systeem kan ook worden uitgerust met off-grid schakelapparatuur voor naadloze schakeling.
De toepassing van optische opslag en opladen zal zich in de toekomst ontwikkelen tot een multi-energie complementaire staat. In de latere periode zullen niet alleen fotovoltaïsche cellen en energieopslag, maar ook thermische belastingen, warmtepompen, gedistribueerde energiebronnen, etc. worden aangesloten op dit systeem, dat geleidelijk zal evolueren tot een enorm microgridsysteem.
