Typy aplikácií a charakteristiky projektov mikrosietí
1. Koncept mikrosiete
Microgrid je koncept súvisiaci s tradičnou veľkou elektrickou sieťou. Vzťahuje sa na sieť zloženú z viacerých distribuovaných zdrojov energie a ich súvisiacich zaťažení podľa určitej topologickej štruktúry. Je to efektívny spôsob realizácie aktívnej distribučnej siete, ktorá transformuje tradičné energetické siete na inteligentné siete. prechod.
Mikrosieť zahŕňa šesť hlavných oblastí výroby energie, skladovania energie, distribúcie, spotreby elektriny, dispečingu a komunikácie. Môže pracovať v režime pripojenia k sieti aj v režime izolovanej siete a má vysoký stupeň spoľahlivosti a stability.
2. Aplikácia mikromriežky
Aplikačný trh mikromriežok sa delí najmä na tieto štyri aspekty: 1. Domáce mikromriežky: Táto trhová aplikácia je v Číne stále relatívne obmedzená a väčšina mikromriežok integruje optické ukladanie a nabíjanie. 2. Microgrid priemyselného parku: Táto oblasť je široko využívaná. 3. Ostrovná mikrosieť: Rozvinúť výrobu fotovoltaickej a veternej energie na ostrovoch s cieľom vyriešiť problém stability a bezpečnosti ostrovnej energie. 4. Mikrosieť vo vzdialených oblastiach/oblastiach bez napájania: Vybudujte mikro-multi-energetickú doplnkovú sieť na vyriešenie problému nedostatku napájania v odľahlých oblastiach.
Mikromriežka môže fungovať na mriežke alebo na ostrovčeku. Celý systém je navrhnutý ako plug-and-play, čím sa zlepšuje flexibilita a spoľahlivosť napájania. Mikromriežku na akumuláciu energie je možné použiť aj ako záložný zdroj pomocou funkcie čierneho štartu; okrem toho sa môže podieľať na regulácii hlavnej siete prostredníctvom miestneho systému energetického manažmentu.
3. Typy mikromriežok
(1) Komunikačný mikronet
AC microgrid je hlavne spojovacia technológia distribuovanej energie cez AC zbernicu, ktorá spája výrobu veternej energie, výrobu dieselovej energie, fotovoltaiku a skladovanie energie so systémom. Nakoniec je celý systém pripojený k veľkej elektrickej sieti prostredníctvom inteligentných rozvodných skríň a vytvára jednoduchý AC Micronet. Aplikácia tohto druhu striedavej mikrosiete je veľmi typická v súčasných aplikáciách alebo projektoch na ukladanie energie mikrosiete a technológia je relatívne vyspelá a aplikácia je veľmi flexibilná. Rovnako ako pri všetkých technológiách mikrosietí na uchovávanie energie je pre dodávateľov zariadení alebo systémových integrátorov relatívne ľahké dosiahnuť systémovú integráciu.
Tento typ AC mikromriežky je vhodnejší pre ostrovné mikromriežky. Pretože v relatívne širokých oblastiach ostrova je možné fotovoltaiku využiť na doplnenie energie a v spojení so systémom skladovania energie, keď sa záťaž nedá úplne spotrebovať, môže sa zostávajúca elektrina najskôr skladovať a potom napájať záťaž v noci. Keď celý systém nedokáže generovať elektrinu v daždivých dňoch, môžete zvážiť pridanie dieselového generátora, ktorý ho použije ako záložný zdroj energie.
Charakteristika AC microgrid: 1. Systémový dizajn AC microgrid môže podporovať prevádzku pripojenú k sieti alebo prevádzku mimo siete. 2. Celý systém má široký rozsah prístupového výkonu a flexibilný dizajn a môže byť pripojený k fotovoltaickej energii, veternej energii, superkondenzátorom a iným typom systémov akumulátorov energie. 3. Podporte aplikáciu rebríkových batérií. Batérie môžu byť pripojené k viacerým vetvám, aby sa znížilo paralelné pripojenie batériových jednotiek. 4. Celá mikromriežka AC systému môže byť vyrobená do kontajnerového dizajnu, ktorý integruje fotovoltaiku, skladovanie energie a batérie. V situáciách, keď je kapacita relatívne malá, zaberá akumulátor energie pomerne veľkú plochu. Ak je systémové zariadenie umiestnené v špecifickej oblasti a nie je k dispozícii priestor, kontajner môže byť umiestnený vonku a zabalený ako celok.
Kľúčové technológie komunikačnej mikrosiete: 1. Stratégia energetického manažmentu Microgrid riadením prevádzkového stavu záťaže v mikrosieti zabezpečuje ekonomickú a spoľahlivú prevádzku mikrosiete. Na vytvorenie mikrosiete je v pozadí nevyhnutný energetický manažment, plánovanie a kontrola politiky. 2. Technológia bezproblémového prepínania na sieti a mimo nej zaisťuje spoľahlivosť napájania dôležitých záťaží v mikrosieti a zohráva dôležitú úlohu pri bezpečnej a spoľahlivej prevádzke veľkej elektrickej siete. 3. Funkcia VSG zvyšuje zotrvačnosť systému a udržuje stabilitu napätia a frekvencie systému.
(2) DC mikromriežka
DC mikrosiete sa používajú hlavne v nabíjacích staniciach elektrických vozidiel, priemyselných a komerčných parkoch a niektorých situáciách núdzového napájania. Zloženie systému zohľadňuje najmä dva body: 1. Maximalizácia úlohy fotovoltaiky. Pretože sektory fotovoltaiky a skladovania energie sú v mikrosieti nenahraditeľné a skladovanie energie je základnou súčasťou celého zariadenia mikrosiete. Výroba fotovoltaickej energie je vo všeobecnosti jednosmerná energia. Jednosmerný prúd generovaný fotovoltaikou je integrovaný do zbernice jednosmerného prúdu cez medzizariadenie a batéria je pripojená k systému cez jednosmerný menič v strede. Týmto spôsobom nie je potrebné výrobu fotovoltaickej energie invertovať a následne usmerňovať späť, aby sa batéria nabila. Celková účinnosť konverzie systému bude veľmi vysoká. 2. V súčasnosti využíva technológia nabíjania elektrických vozidiel hlavne nabíjacie piloty AC alebo nabíjačky DC. Energia takýchto nabíjacích hromád pochádza zo striedavého prúdu. Mikrosieť s jednosmerným prúdom je skonštruovaná tak, aby prúdila energiu prostredníctvom jednosmerného nabíjania DC konverzie na priame nabíjanie elektrických vozidiel. Maximum Zlepšite efektivitu konverzie a efektivitu využitia systému. Celý systém je pripojený k sieti cez konvertor na ukladanie energie, ktorý hrá doplnkovú úlohu. Keď je fotovoltaická energia nedostatočná alebo napájanie záťaže, zdroj jednosmerného prúdu a iné podobné záťaže potrebujú napájanie, napájanie je možné odoberať zo siete; keď spotreba fotovoltického prúdu nestačí. Po dokončení môžete zostávajúcu energiu použiť na pripojenie k internetu.
Charakteristika DC mikromriežky: 1. DC mikromriežka využíva technológiu DC zbernice na zníženie strát konverzie AC na DC. 2. Využite naplno výrobu fotovoltaickej energie na dosiahnutie rovnováhy výkonu v systéme mikrosiete. 3. Minimalizujte kapacitu distribúcie energie na strane siete, pretože veľa záťaží odoberá energiu zo siete, keď je napájaná, a kapacita konfigurácie transformátora na strane siete bude veľmi veľká. Ak existuje veľa jednosmerných záťaží, na vyriešenie problému je možné použiť mikromriežku DC. 4. Ako jednoduchý núdzový napájací zdroj nemôže tento núdzový zdroj dosiahnuť bezproblémové prepínanie napájacieho zdroja ako bežný UPS, ale oneskorenie spínania je možné ovládať do 15 milisekúnd.
Kľúčové technológie DC microgrid 1. Systém energetického manažmentu, ktorý využíva sadu softvéru na strategické riadenie a plánovanie energie systému. 2. Technológia prispôsobenia impedancie DC meniča. Tento impedančný prispôsobovací obvod môže znížiť vplyv na rezonančnú frekvenciu rezonančného obvodu meniča pri zmene filtračného obvodu a výstupnej záťaže, takže rezonančná frekvencia rezonančného obvodu meniča je počas prevádzky len v širokom rozsahu. zmeny v malom frekvenčnom rozsahu, aby sa zabezpečila vysoká účinnosť konverzie meniča a zjednodušil sa riadiaci obvod meniča. 3. Technológia distribuovaného kolaboratívneho riadenia segmentovaných zberníc zabezpečuje stabilitu spolupráce a prispôsobivosť systému.
(3) AC a DC hybridná mikromriežka
AC a DC hybridná mikromriežka kombinuje všetky vlastnosti predchádzajúcich dvoch typov mikromriežok a je veľmi výkonná. Kombinácia celého systému si vyžaduje veľmi vysoké vybavenie a technológie. V aspektoch, ako je skladovanie energie a PCS, ak koordinácia a riadenie distribuovaného prístupu energie k celému systému nie sú správne spracované, systém bude paralyzovaný. AC a DC hybridné mikrosiete môžu byť široko používané v scenároch, ako sú ostrovy, oblasti bez elektriny a priemyselné a komerčné parky.
Technologické riešenie a aplikácia zásobníka energie 1MWh
(1) Riešenie skladovania energie v mikrosieti
Hlavné komponenty, ako sú integrované batérie, BMS, meniče, inteligentné rozvodné skrine a EMS, sú všetky umiestnené v kontajneri, čo možno dosiahnuť pomocou 40-stopového kontajnera. Toto integrované riešenie je možné použiť pri odstraňovaní špičiek a frekvenčnej modulácii elektrární na akumuláciu energie alebo pri využití kaskádových batérií, v situáciách núdzového napájania a niektorých komerčných aplikáciách na odstraňovanie špičiek a vypĺňanie údolí.
2. Riešenia skladovania energie v elektrárňach
Celý systém elektrárne na akumuláciu energie je relatívne rozsiahly. Osobne odporúčam časti PCS a batérie oddeliť a umiestniť do samostatnej nádoby. To bude rozumnejšie z hľadiska údržby a vetrania a odvodu tepla batérie.
3. Riešenie skladovania energie v skrini
Riešenie skladovania energie všetko v jednom je vhodné pre malé komerčné aplikácie na skladovanie energie. Umiestnením PCS a batériových modulov do skrinky zaberá celý systém relatívne malý priestor.
Návrh 1MWh zásobníka energie
Konštrukcia 1MWh zásobníka energie je rozdelená hlavne na dve časti:
1. Priestor pre batérie: Priestor pre batérie obsahuje hlavne 1MWh batériu, stojan na batérie, riadiacu skriňu BMS, hasiacu skriňu heptafluórpropánu, chladiacu klimatizáciu, osvetlenie na snímanie dymu, monitorovaciu kameru atď. Batéria musí byť vybavená zodpovedajúcim systémom riadenia BMS . Typy batérií môžu byť lítiové železné batérie, lítiové batérie, oloveno-uhlíkové batérie a olovené batérie. Olovené batérie majú nízku hustotu energie a veľké rozmery. Štandardný 40-stopový kontajner ich nemusí pojať. Súčasným štandardným dizajnom je lítium-železofosfátová batéria s kapacitou 1 MWh. Chladiaca klimatizácia sa prispôsobuje v reálnom čase podľa teploty v sklade. Dohľadové kamery dokážu na diaľku sledovať prevádzkový stav zariadení v sklade. Nakoniec je možné vytvoriť vzdialeného klienta na monitorovanie a správu prevádzkového stavu a stavu batérie zariadenia v sklade prostredníctvom klienta alebo aplikácie.
2. Sklad zariadení: Sklad zariadení zahŕňa hlavne riadiace skrine PCS a EMS. PCS môže riadiť proces nabíjania a vybíjania, vykonávať konverziu striedavého a jednosmerného prúdu a môže priamo napájať záťaže striedavého prúdu, keď nie je k dispozícii elektrická sieť. Pri aplikácii systémov skladovania energie je funkcia a úloha EMS pomerne dôležitá. Pokiaľ ide o distribučnú sieť, EMS prostredníctvom komunikácie s inteligentnými meračmi zhromažďuje najmä stav výkonu elektrickej siete v reálnom čase a v reálnom čase monitoruje zmeny výkonu záťaže. Ovládajte automatickú výrobu energie a vyhodnocujte bezpečnosť stavu energetického systému. V 1MWh systéme môže byť pomer PCS k batérii 1:1 alebo 1:4 (akumulátor energie PCS 250kWh, batéria 1MWh).
Konštrukcia odvodu tepla 1MW kontajnerového konvertora využíva dizajn s prednou distribúciou a zadným výbojom. Tento dizajn je vhodný pre elektrárne na akumuláciu energie, ktoré umiestňujú všetky PCS do rovnakého kontajnera.
Elektroinštalácia, kanály údržby a dizajn odvodu tepla vnútorného systému rozvodu energie kontajnera sú integrované a optimalizované tak, aby uľahčili prepravu na dlhé vzdialenosti a znížili následné náklady na údržbu.
3. Zloženie štandardného riešenia skladovania energie MW
Štandardné riešenie skladovania energie MW integruje batérie, BMS, PCS a EMS. Väčšina systémov používa PCS ako základné základné vybavenie a poskytuje prispôsobené riešenia na ukladanie energie na jednom mieste integráciou batérií, BMS a EMS.
Mikrosieť na uchovávanie energie sa stala kľúčovou infraštruktúrou energetického internetu
- Úloha mikrosiete na uchovávanie energie v energetickom internete
Medzi skladovaním energie a internetom existuje individuálna zhoda. Energia v skladovaní energie zodpovedá údajom na internete; batéria je takzvaný zásobník energie, ktorý zodpovedá vyrovnávacej pamäti na internete; obojsmerné konverzné zariadenie konvertora na ukladanie energie zodpovedá úlohe smerovača na internete; mikrosieť v skladovaní energie Je ekvivalentná lokálnej sieti; všetky dáta a zariadenia sčítané dohromady tvoria energetický internet, ktorý je ekvivalentom štruktúry internetu.
2. Aplikácia akumulácie energie
Strana výroby energie: vyriešte problém opustenia vetra a svetla a stabilizujte výkyvy. V súčasnosti miera opustenia vetra v niektorých oblastiach dosahuje 10 % – 15 % a miera opustenia svetla dosahuje 15 % – 20 %. Vybavený zásobníkom energie na strane výroby energie, môže byť výroba energie stabilizovaná a dopad na elektrickú sieť sa výrazne zníži.
Strana siete: Podieľajte sa na regulácii frekvencie elektrickej siete na zlepšenie stability. V súčasnosti niektoré miesta na trhu s reguláciou frekvencie využívajú tepelnú energiu na reguláciu frekvencie, ale doba odozvy a cyklus regulácie frekvencie tepelnej energie sú relatívne dlhé. Výstupný výkon zásobníka energie sa mení veľmi rýchlo a vo všeobecnosti môže reagovať do 10 sekúnd. V porovnaní s tým má frekvenčná modulácia akumulácie energie výhody.
Používateľská strana: skladovanie energie, odstraňovanie špičiek a vypĺňanie údolia a získavanie rozdielu v cene elektriny v špičke.
Výzvy a prekážky vo vývoji mikrosietí na uchovávanie energie
V súčasnosti je celý trh skladovania energie vo vlažnom stave, najmä z dvoch dôvodov: Po prvé, politika a náklady. Štátne dotácie pre elektrické vozidlá sú veľmi veľké. Po poskytnutí dotácií na systémy akumulácie energie alebo batérie sa teda znížia náklady na celý systém, znížia sa počiatočné investície a zvýšia sa výnosy systému. Druhým je technická úroveň. Po prvé, stále existujú obmedzenia a technické ťažkosti pri rozvoji aktívnych distribučných sietí; stále je potrebné preskúmať technológiu riadenia energie; je potrebné zlepšiť koordinovanú a optimalizovanú technológiu prevádzky mikrosietí a veľkých energetických sietí; adaptabilita konvertorov na ukladanie energie do siete Z hľadiska podpornej technológie pre elektrickú sieť existujú technické požiadavky a limity pre výrobcov PCS na akumuláciu energie. Ľudia si myslia, že hlavným problémom súčasnosti je politika a náklady.
Príležitosti a vyhliadky vo vývoji mikrosietí na skladovanie energie
(1) Vysoká miera prieniku fotovoltaickej a veternej energie predstavuje výzvy pre stabilitu elektrickej siete. Štúdie zistili, že maximálna miera penetrácie výroby fotovoltaickej energie vo všeobecnosti nepresahuje 25 % - 50 %. V opačnom prípade môže elektrizačná sústava zaznamenať nárast napätia, kolísanie napätia spôsobené zmenami oblačnosti a rozsiahle odpojenia spôsobené nízkym napätím a kolísaním frekvencie.
(2) Reforma elektrickej energie aktivovala trh skladovania energie na strane užívateľa. S ďalším poklesom nákladov na skladovanie energie, zlepšením systému špičkových a dolných cien elektriny, zavedením kompenzačných mechanizmov, ako sú špičkové ceny elektriny a riadenie na strane dopytu, a rozvojom rôznych služieb s pridanou hodnotou na strane užívateľa trhu s energiou sa na strane užívateľa objaví trh skladovania energie. Stala sa jednou z hlavných oblastí komerčného využitia skladovania energie v mojej krajine.
(3) S rýchlym výbuchom trhu s elektrickými vozidlami sa efektívna recyklácia napájacích batérií a realizácia postupného využívania batérií stali jednou z dôležitých otázok pri vývoji nových energetických vozidiel a dostali sa do programu. Trh budúcich automobilových batérií Veľmi veľký.
(4) Optický úložný a nabíjací mikromriežkový systém má investičnú hodnotu. Ide o systém riadenia a prideľovania energie, ktorý komplexne využíva zelenú energiu a má vysoké ekonomické a environmentálne výhody.
Výhody technológie viacvetvového skladovania energie pri využití echelónových batérií
Kľúčové technológie pre využitie echelonu
Pre postupné využitie vyradených napájacích batérií elektrických vozidiel je vo všeobecnosti potrebné prejsť nasledujúcimi procesmi: recyklácia vyradených batérií, rozobratie batériovej sady na jednotlivé články, skríning batérií a klasifikácia výkonu a preskupenie batérií do batériových modulov alebo ZBALENIE. Testovanie údržby vyváženia bazéna
Po vyradení napájacej batérie sa z auta demontuje celý balík. Rôzne modely majú rôzne konštrukcie batériových blokov a ich vnútorné a vonkajšie konštrukčné návrhy, spôsoby pripojenia modulov a procesné technológie sa líšia, čo znamená, že nie je možné použiť jednu montážnu linku na demontáž, aby sa zmestili všetky batériové súpravy a vnútorné moduly. Potom z hľadiska demontáže batérie je potrebné vykonať flexibilnú konfiguráciu a spresniť montážnu linku demontáže na sekcie. Pri formulovaní postupu demontáže pre rôzne súpravy batérií je potrebné v maximálnej možnej miere opätovne použiť existujúce časti montážnej linky. a procesy na zlepšenie prevádzkovej efektívnosti a zníženie opakovaných investícií.
Pre postupné použitie je najrozumnejšie rozobrať ho na úroveň modulu, a nie na úroveň článku, pretože spojenia medzi článkami sú zvyčajne laserové zváranie alebo iné pevné spojovacie procesy, čo sťažuje demontáž bez poškodenia. Vzhľadom na náklady a prínosy zisk prevažuje nad stratou.
Kľúčové technológie pre využitie echelonu
PCS využíva modulárne viacvetvové riešenie, ktoré môže lepšie znížiť počet paralelných pripojení batériových jednotiek. Nabíjanie a vybíjanie každej batérie sa navzájom neovplyvňuje.
Bolestivé body vyriešené viacvetvovou technológiou: 1. Odstráňte problémy s obehom spôsobené paralelným zapojením rôznych batériových blokov. 2. Znížte zložitý proces skríningu po využití kaskády batérií, znížte náklady na opätovné použitie kaskádových batérií a zvýšte efektivitu recyklácie a hodnotu využitia kaskádových batérií. 3. Batérie od rôznych výrobcov batérií je možné pripojiť na zlepšenie flexibility systému. 4. BMS využíva aktívne riešenie technológie vyvažovania, ktoré môže maximalizovať vyváženú ochranu batérie.
Technické výhody
1. Modulárny dizajn PCS na ukladanie energie má vysokú stabilitu. Porucha v jednom režime neovplyvňuje prácu ostatných modulov. Výroba modulov je pohodlná, rýchla a efektívna.
2. Pokiaľ ide o užívateľskú hodnotu, systém možno zapnúť na pridanie, odstránenie, výmenu a údržbu a jeden modul možno vymeniť do 10 minút; modulárne redundantné paralelné pripojenie zabraňuje plytvaniu zdrojmi; podporuje viacnásobný prístup k energii, vďaka čomu je pohodlný a flexibilný.
3. Použitím efektívnej technológie trojúrovňovej topológie a pridaním nulovej konverzie je výdržné napätie IGBT polovičné oproti dvojúrovňovému a spínacia strata je malá; trojúrovňový má vyššiu spínaciu frekvenciu a znižuje sa indukčnosť výstupného filtra; trojúrovňový má ešte jednu vrstvu rebríkového napätia, priebeh výstupného prúdu je bližšie k sínusovej vlne, harmonický obsah je malý a účinník je 0.99. Pokiaľ ide o účinník, je možné ho ľubovoľne nastaviť od -1 do 1.
4. Nezávislý dizajn odvodu tepla. Modul využíva vrstvenú štruktúru na izoláciu hlavného riadiaceho centra a hlavných vykurovacích komponentov; nezávislý vzduchový kanál sa používa na zabezpečenie dostatočného tlaku vzduchu vo vzduchovej dutine. V porovnaní so zmiešaným vzduchovým potrubím je tepelný dizajn lepší.
Diskusia o aplikácii integrovanej technológie optického ukladania a nabíjania
Typickým aplikačným režimom optického ukladania a nabíjania je režim AC microgrid. Jeho hlavná architektúra zahŕňa AC zbernicu, fotovoltaiku, nabíjacie batérie, skladovanie energie a batérie atď. Systém môže byť prevádzkovaný na sieti alebo mimo nej. Systém môže byť vybavený aj spínacím zariadením mimo siete pre bezproblémové spínanie.
Aplikácia optického ukladania a nabíjania sa v budúcnosti rozvinie do viacenergetického komplementárneho stavu. V neskoršom období sa k tomuto systému pripojí nielen fotovoltika a akumulácia energie, ale aj tepelné záťaže, tepelné čerpadlá, distribuované zdroje energie atď., ktoré sa postupne vyvinú do obrovského systému mikrosietí.
