Typy zastosowań i charakterystyka projektów mikrosieci
1. Koncepcja mikrosieci
Mikrosieć to koncepcja odnosząca się do tradycyjnej dużej sieci energetycznej. Odnosi się do sieci składającej się z wielu rozproszonych źródeł energii i ich powiązanych obciążeń zgodnie z określoną strukturą topologiczną. Jest to skuteczny sposób na realizację aktywnej sieci dystrybucyjnej, przekształcając tradycyjne sieci energetyczne w inteligentne sieci. transition.
Mikrosieć obejmuje sześć głównych obszarów wytwarzania energii, magazynowania energii, dystrybucji, zużycia energii elektrycznej, wysyłania i komunikacji. Może działać zarówno w trybie sieciowym, jak i w trybie sieci odizolowanej, a także charakteryzuje się wysokim stopniem niezawodności i stabilności.
2. Zastosowanie mikrosieci
Rynek zastosowań mikrosieci dzieli się głównie na następujące cztery aspekty: 1. Mikrosieć domowa: To zastosowanie rynkowe jest w Chinach wciąż stosunkowo ograniczone, a większość mikrosieci integruje optyczne magazynowanie i ładowanie. 2. Mikrosieć w parkach przemysłowych: Ten obszar jest szeroko stosowany. 3. Mikrosieć wyspowa: Rozwój fotowoltaiki i wytwarzania energii wiatrowej na wyspach w celu rozwiązania problemu stabilności i bezpieczeństwa zasilania na wyspach. 4. Mikrosieć na obszarach odległych/bez zasilania: Budowa mikrosieci uzupełniającej wieloenergetycznej w celu rozwiązania problemu braku zasilania na obszarach odległych.
Mikrosieć może działać w sieci lub na wyspie. Cały system jest zaprojektowany tak, aby był typu plug-and-play, co zwiększa elastyczność i niezawodność zasilania. Mikrosieć magazynująca energię może być również używana jako zapasowe źródło zasilania, wykorzystując funkcję black start; ponadto może uczestniczyć w regulacji sieci głównej za pośrednictwem lokalnego systemu zarządzania energią.
3. Rodzaje mikrosieci
(1) Mikrosieć komunikacyjna
Mikrosieć AC to głównie technologia sprzęgania rozproszonej energii za pośrednictwem magistrali AC, która łączy generację energii wiatrowej, generację energii z silników wysokoprężnych, ogniwa fotowoltaiczne i magazynowanie energii z systemem. Na koniec cały system jest podłączony do dużej sieci energetycznej za pośrednictwem inteligentnych szaf rozdzielczych, tworząc prostą sieć AC Micronet. Zastosowanie tego rodzaju mikrosieci AC jest bardzo typowe w obecnych aplikacjach lub projektach magazynowania energii w mikrosieciach, a technologia jest stosunkowo dojrzała, a zastosowanie jest bardzo elastyczne. Podobnie jak w przypadku wszystkich technologii mikrosieci magazynowania energii, dostawcy sprzętu lub integratorzy systemów stosunkowo łatwo mogą osiągnąć integrację systemu.
Ten typ mikrosieci AC jest bardziej odpowiedni dla mikrosieci wyspowych. Ponieważ na stosunkowo rozległych obszarach wyspy fotowoltaika może być używana do uzupełniania energii, a w połączeniu z systemem magazynowania energii, gdy obciążenie nie może zostać całkowicie zużyte, pozostała energia elektryczna może zostać najpierw zmagazynowana, a następnie zasilać obciążenie w nocy. Gdy cały system nie może generować energii elektrycznej w deszczowe dni, możesz rozważyć dodanie generatora diesla, aby używać go jako zapasowego źródła zasilania.
Charakterystyka mikrosieci AC: 1. Projekt systemu mikrosieci AC może obsługiwać działanie podłączone do sieci lub poza nią. 2. Cały system ma szeroki zakres mocy dostępowej i elastyczną konstrukcję, może być podłączony do energii fotowoltaicznej, energii wiatrowej, superkondensatorów i innych typów systemów akumulatorów magazynujących energię. 3. Obsługuje zastosowanie akumulatorów drabinkowych. Akumulatory mogą być podłączone do wielu gałęzi, aby zmniejszyć równoległe połączenie pakietów akumulatorów. 4. Cały system mikrosieci AC można wykonać w konstrukcji kontenera, który integruje fotowoltaikę, magazynowanie energii i akumulatory. W sytuacjach, gdy pojemność jest stosunkowo niewielka, akumulator magazynujący energię zajmuje stosunkowo dużą powierzchnię. Jeśli urządzenie systemowe jest umieszczone w określonym obszarze i nie ma miejsca, kontener można umieścić na zewnątrz i zapakować jako całość.
Kluczowe technologie mikrosieci komunikacyjnej: 1. Strategia zarządzania energią mikrosieci, poprzez zarządzanie stanem operacyjnym obciążenia w mikrosieci, zapewnia ekonomiczną i niezawodną pracę mikrosieci. Aby utworzyć mikrosieć, zarządzanie energią, harmonogramowanie i kontrola polityki są niezbędne w tle. 2. Technologia płynnego przełączania w sieci i poza siecią zapewnia niezawodność zasilania ważnych obciążeń w mikrosieci i odgrywa ważną rolę w bezpiecznej i niezawodnej pracy dużej sieci energetycznej. 3. Funkcja VSG zwiększa bezwładność systemu i utrzymuje stabilność napięcia i częstotliwości systemu.
(2) Mikrosieć prądu stałego
Mikrosieci prądu stałego są głównie wykorzystywane w stacjach ładowania pojazdów elektrycznych, parkach przemysłowych i handlowych oraz w niektórych sytuacjach awaryjnego zasilania. Skład systemu uwzględnia głównie dwa punkty: 1. Maksymalizacja roli fotowoltaiki. Ponieważ sektory fotowoltaiki i magazynowania energii są niezbędne w mikrosieci, a magazynowanie energii jest podstawowym elementem całego wyposażenia mikrosieci. Generowanie energii fotowoltaicznej to zazwyczaj prąd stały. Prąd stały generowany przez fotowoltaikę jest integrowany z magistralą prądu stałego za pośrednictwem urządzenia pośredniczącego, a akumulator jest podłączony do systemu za pośrednictwem przetwornika prądu stałego w środku. W ten sposób generowanie energii fotowoltaicznej nie musi być odwracane, a następnie prostowane z powrotem w celu naładowania akumulatora. Całkowita sprawność konwersji systemu będzie bardzo wysoka. 2. Obecnie technologia ładowania pojazdów elektrycznych wykorzystuje głównie stosy ładowania prądem przemiennym lub stosy ładowania prądem stałym. Energia takich stosów ładowania pochodzi z prądu przemiennego. Mikrosieć prądu stałego jest zbudowana w celu przepływu energii przez konwersję prądu stałego ładowania w celu bezpośredniego ładowania pojazdów elektrycznych. Maksymalna poprawa wydajności konwersji i wydajności wykorzystania systemu. Cały system jest podłączony do sieci za pośrednictwem konwertera magazynowania energii, który pełni rolę uzupełniającą. Gdy energia fotowoltaiczna jest niewystarczająca lub zasilanie obciążenia, źródło prądu stałego i inne podobne obciążenia wymagają zasilania, energia może być pobierana z sieci; gdy zużycie energii fotowoltaicznej jest niewystarczające. Po zakończeniu można wykorzystać pozostałą moc do połączenia z Internetem.
Charakterystyka mikrosieci prądu stałego: 1. Mikrosieć prądu stałego przyjmuje technologię sprzężenia magistrali prądu stałego w celu zmniejszenia strat konwersji prądu przemiennego na prąd stały. 2. Pełne wykorzystanie generacji energii fotowoltaicznej w celu osiągnięcia równowagi mocy w systemie mikrosieci. 3. Minimalizacja zdolności dystrybucji mocy po stronie sieci, ponieważ wiele obciążeń pobiera energię z sieci, gdy jest ona dostarczana, a pojemność konfiguracji transformatora po stronie sieci będzie bardzo duża. Jeśli występuje wiele obciążeń prądu stałego, mikrosieć prądu stałego może zostać użyta do rozwiązania problemu. 4. Jako proste zasilanie awaryjne, to zasilanie awaryjne nie może osiągnąć płynnego przełączania zasilania jak konwencjonalny UPS, ale opóźnienie przełączania można kontrolować w ciągu 15 milisekund.
Kluczowe technologie mikrosieci DC 1. System zarządzania energią, który wykorzystuje zestaw oprogramowania do strategicznego sterowania i planowania energii systemowej. 2. Technologia dopasowania impedancji przetwornicy DC. Ten obwód dopasowania impedancji może zmniejszyć wpływ na częstotliwość rezonansową obwodu rezonansowego przetwornicy, gdy obwód filtrujący i obciążenie wyjściowe ulegają zmianie, tak aby częstotliwość rezonansowa obwodu rezonansowego przetwornicy mieściła się tylko w szerokim zakresie podczas pracy. zmienia się w małym zakresie częstotliwości, aby zapewnić wysoką wydajność konwersji przetwornicy i uprościć obwód sterowania przetwornicy. 3. Rozproszona technologia sterowania kooperacyjnego segmentowanych magistrali zapewnia stabilność współpracy i adaptacyjność systemu.
(3) Hybrydowa mikrosieć prądu przemiennego i stałego
Hybrydowa mikrosieć AC i DC łączy wszystkie cechy dwóch poprzednich typów mikrosieci i jest bardzo wydajna. Połączenie całego systemu wymaga bardzo zaawansowanego sprzętu i technologii. W aspektach takich jak magazynowanie energii i PCS, jeśli koordynacja i kontrola dostępu do rozproszonej energii w całym systemie nie są odpowiednio obsługiwane, system zostanie sparaliżowany. Hybrydowe mikrosieci AC i DC mogą być szeroko stosowane w scenariuszach takich jak wyspy, obszary bez elektryczności oraz parki przemysłowe i handlowe.
Rozwiązanie i zastosowanie technologii magazynowania energii w kontenerze 1MWh
(1) Rozwiązanie w zakresie magazynowania energii w mikrosieci
Główne komponenty, takie jak zintegrowane baterie, BMS, konwertery, inteligentne szafy sterownicze i EMS, są umieszczone w kontenerze, co można osiągnąć za pomocą kontenera 40-stopowego. To zintegrowane rozwiązanie można zastosować w celu ograniczania szczytów i modulacji częstotliwości elektrowni magazynujących energię lub w celu wykorzystania akumulatorów kaskadowych, sytuacji zasilania awaryjnego i niektórych zastosowań komercyjnych w celu ograniczania szczytów i wypełniania dolin.
2. Rozwiązania w zakresie magazynowania energii w elektrowniach
Cały system elektrowni magazynującej energię jest stosunkowo duży pod względem skali. Osobiście polecam, aby części PCS i baterii były oddzielone i umieszczone w oddzielnym pojemniku. Będzie to bardziej rozsądne pod względem konserwacji, wentylacji i odprowadzania ciepła z baterii.
3. Rozwiązanie w zakresie magazynowania energii w szafie
Rozwiązanie All in one energy storage jest odpowiednie dla małych komercyjnych zastosowań w zakresie magazynowania energii. Dzięki umieszczeniu modułów PCS i baterii w szafie cały system zajmuje stosunkowo mało miejsca.
Projekt kontenera magazynującego energię 1MWh
Konstrukcja kontenera do magazynowania energii o pojemności 1 MWh składa się głównie z dwóch części:
1. Komora baterii: Komora baterii obejmuje głównie baterię 1 MWh, stojak na baterie, szafę sterowniczą BMS, szafę gaśniczą heptafluoropropanową, klimatyzator chłodzący, oświetlenie wykrywające dym, kamerę monitorującą itp. Akumulator musi być wyposażony w odpowiedni system zarządzania BMS. Typy baterii to baterie litowo-żelazowe, baterie litowe, baterie ołowiowo-węglowe i baterie kwasowo-ołowiowe. Akumulatory kwasowo-ołowiowe mają niską gęstość energii i są duże. Standardowy kontener 40-stopowy może ich nie pomieścić. Obecnym głównym standardem jest bateria litowo-żelazowo-fosforanowa o pojemności 1 MWh. Klimatyzator chłodzący dostosowuje się w czasie rzeczywistym do temperatury w magazynie. Kamery monitorujące mogą zdalnie monitorować stan pracy sprzętu w magazynie. Na koniec można utworzyć zdalnego klienta w celu monitorowania i zarządzania stanem pracy i stanem baterii sprzętu w magazynie za pośrednictwem klienta lub aplikacji.
2. Magazyn sprzętu: Magazyn sprzętu obejmuje głównie szafy sterownicze PCS i EMS. PCS może kontrolować proces ładowania i rozładowywania, wykonywać konwersję AC i DC oraz może bezpośrednio zasilać obciążenia AC, gdy nie ma sieci energetycznej. W zastosowaniu systemów magazynowania energii funkcja i rola EMS są stosunkowo ważne. W przypadku sieci dystrybucyjnej EMS głównie zbiera aktualny stan zasilania sieci energetycznej poprzez komunikację z inteligentnymi licznikami i monitoruje zmiany mocy obciążenia w czasie rzeczywistym. Kontroluj automatyczną generację energii i oceniaj bezpieczeństwo stanu systemu energetycznego. W systemie 1 MWh stosunek PCS do akumulatora może wynosić 1:1 lub 1:4 (magazynowanie energii PCS 250 kWh, akumulator 1 MWh).
Konstrukcja rozpraszania ciepła 1MW konwertera typu kontenerowego przyjmuje konstrukcję dystrybucji do przodu i tylnego rozładowania. Ta konstrukcja jest odpowiednia dla elektrowni magazynujących energię, które umieszczają wszystkie PCS w tym samym kontenerze.
Okablowanie, kanały konserwacyjne i konstrukcja odprowadzania ciepła wewnętrznego systemu dystrybucji energii kontenera są zintegrowane i zoptymalizowane, aby ułatwić transport na duże odległości i obniżyć późniejsze koszty konserwacji.
3. Skład standardowego rozwiązania do magazynowania energii MW
Standardowe rozwiązanie magazynowania energii MW integruje baterie, BMS, PCS i EMS. Większość systemów wykorzystuje PCS jako podstawowy sprzęt i zapewnia dostosowane, kompleksowe rozwiązania magazynowania energii poprzez integrację baterii, BMS i EMS.
Mikrosieć magazynowania energii stała się kluczową infrastrukturą Internetu energetycznego
- Rola mikrosieci magazynowania energii w internecie energetycznym
Istnieje bezpośrednia korespondencja między magazynowaniem energii a Internetem. Energia w magazynowaniu energii odpowiada danym w Internecie; bateria jest tzw. magazynem energii, który odpowiada pamięci podręcznej w Internecie; dwukierunkowe urządzenie konwersji przetwornika magazynowania energii odpowiada roli routera w Internecie; mikrosieć w magazynowaniu energii jest odpowiednikiem sieci lokalnej; wszystkie dane i urządzenia dodane razem tworzą Internet energetyczny, który jest odpowiednikiem struktury Internetu.
2. Zastosowanie magazynowania energii
Strona wytwarzania energii: rozwiąż problem porzucania wiatru i światła oraz ustabilizuj wahania. Obecnie wskaźnik porzucania wiatru w niektórych obszarach sięga 10%-15%, a wskaźnik porzucania światła sięga 15%-20%. Wyposażony w magazyny energii po stronie wytwarzania energii, wytwarzanie energii może zostać ustabilizowane, a wpływ na sieć energetyczną zostanie znacznie zmniejszony.
Strona sieciowa: Uczestnicz w regulacji częstotliwości sieci energetycznej w celu poprawy stabilności. Obecnie niektóre miejsca na rynku regulacji częstotliwości wykorzystują energię cieplną do regulacji częstotliwości, ale czas reakcji i cykl regulacji częstotliwości mocy cieplnej są stosunkowo długie. Moc wyjściowa magazynowania energii zmienia się bardzo szybko i zazwyczaj może zareagować w ciągu 10 sekund. Modulacja częstotliwości magazynowania energii ma zalety w porównaniu.
Strona użytkownika: magazynowanie energii, ograniczanie szczytów i dolin zapotrzebowania oraz zarabianie na różnicy w cenie energii elektrycznej w okresach szczytowych i dolinowych.
Wyzwania i przeszkody w rozwoju mikrosieci magazynowania energii
Obecnie cały rynek magazynowania energii jest w stanie letargu, głównie z dwóch powodów: Po pierwsze, polityka i koszty. Dotacje państwowe na pojazdy elektryczne są bardzo duże. Dlatego po dotacjach na systemy magazynowania energii lub akumulatory koszt całego systemu zostanie zmniejszony, początkowa inwestycja zostanie zmniejszona, a przychody systemu wzrosną. Drugim jest poziom techniczny. Przede wszystkim nadal istnieją ograniczenia i trudności techniczne w rozwoju aktywnych sieci dystrybucyjnych; eksploracja technologii zarządzania energią nadal musi zostać zbadana; skoordynowana i zoptymalizowana technologia działania mikrosieci i dużych sieci energetycznych musi zostać ulepszona; adaptowalność sieciowa konwerterów magazynowania energii Jeśli chodzi o technologię wspierającą dla sieci energetycznej, istnieją wymagania techniczne i progi dla producentów PCS magazynowania energii. Ludzie uważają, że polityka i koszty są obecnie głównymi problemami.
Możliwości i perspektywy rozwoju mikrosieci magazynowania energii
(1) Wysoki wskaźnik penetracji fotowoltaiki i energii wiatrowej stwarza wyzwania dla stabilności sieci energetycznej. Badania wykazały, że maksymalny wskaźnik penetracji wytwarzania energii fotowoltaicznej na ogół nie przekracza 25%-50%. W przeciwnym razie sieć energetyczna może doświadczyć wzrostu napięcia, wahań napięcia spowodowanych zmianami zachmurzenia i rozłączeń na dużą skalę spowodowanych niskim napięciem i wahaniami częstotliwości.
(2) Reforma energetyczna uaktywniła rynek magazynowania energii po stronie użytkownika. Wraz z dalszym spadkiem kosztów magazynowania energii, poprawą systemu cen szczytowych i dolinowych energii elektrycznej, ustanowieniem mechanizmów rekompensat, takich jak szczytowe ceny energii elektrycznej i zarządzanie popytem, a także rozwojem różnych usług o wartości dodanej po stronie użytkownika rynku energii, pojawi się rynek magazynowania energii po stronie użytkownika. Stał się on jednym z głównych obszarów komercyjnego zastosowania magazynowania energii w moim kraju.
(3) Wraz z gwałtownym rozwojem rynku pojazdów elektrycznych, efektywny recykling akumulatorów i realizacja sekwencyjnego wykorzystania akumulatorów stały się jednymi z ważniejszych kwestii w rozwoju nowych pojazdów energetycznych i zostały umieszczone na porządku dziennym. Rynek przyszłych akumulatorów samochodowych Bardzo duży.
(4) System optycznego magazynowania i ładowania mikrosieci ma wartość inwestycyjną. Jest to schemat zarządzania energią i jej alokacji, który kompleksowo wykorzystuje zieloną energię i ma duże korzyści ekonomiczne i środowiskowe.
Zalety technologii magazynowania energii w wielu gałęziach przemysłu w wykorzystaniu baterii echelonowych
Kluczowe technologie dla wykorzystania kadry kierowniczej
W przypadku wykorzystania echelonowego wycofanych z eksploatacji akumulatorów pojazdów elektrycznych, zazwyczaj należy przeprowadzić następujące procesy: recykling wycofanych z eksploatacji akumulatorów, demontaż pakietu akumulatorów PACK na pojedyncze ogniwa, przesiewanie akumulatorów i klasyfikacja wydajności oraz ponowne grupowanie akumulatorów w moduły akumulatorów lub pakiety PACK. Testowanie konserwacji bilansowania puli
Gdy akumulator jest wycofywany z użytku, cały pakiet jest demontowany z samochodu. Różne modele mają różne konstrukcje pakietów akumulatorów, a ich wewnętrzne i zewnętrzne konstrukcje strukturalne, metody łączenia modułów i technologie procesów są różne, co oznacza, że nie można użyć jednej linii montażowej do demontażu, aby dopasować wszystkie pakiety akumulatorów i wewnętrzne moduły. Następnie, jeśli chodzi o demontaż akumulatora, konieczne jest przeprowadzenie elastycznej konfiguracji i udoskonalenie linii montażowej do demontażu w sekcjach. Podczas formułowania procesu operacji demontażu dla różnych pakietów akumulatorów konieczne jest ponowne wykorzystanie istniejących sekcji linii montażowej w jak największym stopniu. i procesów w celu poprawy wydajności operacyjnej i zmniejszenia powtarzających się inwestycji.
W przypadku użytkowania krok po kroku najrozsądniej jest rozmontować go na poziomie modułu, a nie ogniwa, ponieważ połączenia między ogniwami są zwykle spawane laserowo lub innymi sztywnymi procesami łączenia, co sprawia, że demontaż bez uszkodzeń jest niezwykle trudny. Biorąc pod uwagę koszty i korzyści, zysk przewyższa stratę.
Kluczowe technologie dla wykorzystania kadry kierowniczej
PCS przyjmuje modułowe rozwiązanie wielogałęziowe, które może lepiej zmniejszyć liczbę równoległych połączeń pakietów baterii. Ładowanie i rozładowywanie każdej baterii nie wpływa na siebie nawzajem.
Problemy rozwiązywane przez technologię wielobranżową: 1. Eliminacja problemów z cyrkulacją spowodowanych równoległym połączeniem różnych zestawów baterii. 2. Skrócenie złożonego procesu przesiewania po wykorzystaniu kaskady baterii, zmniejszenie kosztów ponownego użycia baterii kaskadowych oraz poprawa efektywności recyklingu i wartości wykorzystania baterii kaskadowych. 3. Można łączyć baterie różnych producentów w celu zwiększenia elastyczności systemu. 4. BMS przyjmuje rozwiązanie technologii aktywnego równoważenia, które może zmaksymalizować zrównoważoną ochronę baterii.
Zalety techniczne
1. Modułowa konstrukcja PCS magazynowania energii ma wysoką stabilność. Awaria pojedynczego trybu nie wpływa na pracę innych modułów. Produkcja modułów jest wygodna, szybka i wydajna.
2. Wartość dla użytkownika: system można włączyć w celu dodania, usunięcia, wymiany lub konserwacji modułu, a pojedynczy moduł można wymienić w ciągu 10 minut; modułowe, redundantne połączenie równoległe zapobiega marnowaniu zasobów; obsługuje wiele źródeł energii, co czyni go wygodnym i elastycznym.
3. Wykorzystując wydajną technologię topologii trójpoziomowej i dodając konwersję zerowego poziomu, napięcie wytrzymywane IGBT stanowi połowę napięcia dwupoziomowego, a strata przełączania jest niewielka; trójpoziomowy ma wyższą częstotliwość przełączania, a indukcyjność filtra wyjściowego jest zmniejszona; trójpoziomowy ma o jedną warstwę napięcia drabinkowego więcej, kształt fali prądu wyjściowego jest bliższy fali sinusoidalnej, zawartość harmonicznych jest niewielka, a współczynnik mocy wynosi 0.99. Pod względem współczynnika mocy można go dowolnie regulować od -1 do 1.
4. Niezależna konstrukcja rozpraszania ciepła. Moduł przyjmuje warstwową strukturę, aby odizolować główne centrum sterowania i główne komponenty grzewcze; niezależny kanał powietrzny jest używany, aby zapewnić, że wnęka powietrzna ma wystarczające ciśnienie powietrza. W porównaniu z kanałem powietrza mieszanego, konstrukcja termiczna jest lepsza.
Dyskusja na temat zastosowania zintegrowanej technologii optycznego przechowywania i ładowania
Typowym trybem aplikacji optycznego przechowywania i ładowania jest tryb mikrosieci AC. Jego główna architektura obejmuje magistralę AC, ogniwa fotowoltaiczne, stosy ładowania, magazynowanie energii i baterie itp. System może być obsługiwany w sieci lub poza nią. System może być również wyposażony w urządzenia przełączające poza siecią w celu płynnego przełączania.
Zastosowanie optycznego magazynowania i ładowania rozwinie się w przyszłości w stan komplementarności multienergetycznej. W późniejszym okresie nie tylko fotowoltaika i magazynowanie energii, ale także obciążenia cieplne, pompy ciepła, rozproszone źródła energii itp. zostaną podłączone do tego systemu, stopniowo ewoluując w ogromny system mikrosieci.
