Vrste uporabe in značilnosti mikromrežnih projektov
1. Koncept mikromreže
Mikroomrežje je koncept v primerjavi s tradicionalnim velikim električnim omrežjem. Nanaša se na omrežje, sestavljeno iz več porazdeljenih virov energije in njihovih povezanih obremenitev glede na določeno topološko strukturo. Je učinkovit način za uresničitev aktivnega distribucijskega omrežja, ki pretvarja tradicionalna električna omrežja v pametna omrežja. prehod.
Mikroomrežje vključuje šest glavnih področij proizvodnje električne energije, shranjevanja energije, distribucije, porabe električne energije, dispečiranja in komunikacij. Deluje lahko tako v omrežnem kot izoliranem omrežnem načinu ter ima visoko stopnjo zanesljivosti in stabilnosti.
2. Uporaba mikromreže
Trg aplikacij mikromrež je v glavnem razdeljen na naslednje štiri vidike: 1. Domača mikromreža: ta tržna uporaba je na Kitajskem še vedno relativno omejena in večina mikromrež vključuje optično shranjevanje in polnjenje. 2. Mikromreža industrijskega parka: To področje se pogosto uporablja. 3. Otoško mikroomrežje: Razvijte fotovoltaično in vetrno proizvodnjo energije na otokih, da rešite problem stabilnosti in varnosti otoške električne energije. 4. Mikroomrežje na oddaljenih območjih/območjih brez električne energije: zgradite mikro večenergetsko komplementarno omrežje za rešitev problema brez oskrbe z električno energijo na oddaljenih območjih.
Mikromreža lahko deluje na omrežju ali na otoku. Celoten sistem je zasnovan za plug-and-play, kar izboljšuje prilagodljivost in zanesljivost napajanja. Mikroomrežje za shranjevanje energije se lahko uporablja tudi kot rezervno napajanje s funkcijo črnega zagona; poleg tega lahko sodeluje pri regulaciji glavnega omrežja preko lokalnega sistema upravljanja z energijo.
3. Vrste mikromrež
(1) Komunikacijski mikronet
Mikroomrežje izmeničnega toka je v glavnem tehnologija spajanja porazdeljene energije prek vodila izmeničnega toka, ki v sistem povezuje proizvodnjo vetrne energije, proizvodnjo dizelske energije, fotovoltaiko in shranjevanje energije. Končno je celoten sistem povezan z velikim električnim omrežjem prek inteligentnih razdelilnih omaric, da tvori preprosto AC Micronet. Uporaba te vrste mikroomrežja izmeničnega toka je zelo tipična v trenutnih aplikacijah ali projektih za shranjevanje energije v mikroomrežju, tehnologija pa je relativno zrela in uporaba zelo prilagodljiva. Tako kot pri vseh mikromrežnih tehnologijah za shranjevanje energije je dobaviteljem opreme ali sistemskim integratorjem relativno enostavno doseči sistemsko integracijo.
Ta tip AC mikromrež je bolj primeren za otočne mikromreže. Ker je na razmeroma širokih območjih otoka mogoče uporabiti fotovoltaiko za dopolnitev energije in skupaj s sistemom za shranjevanje energije, ko obremenitve ni mogoče popolnoma porabiti, lahko preostalo elektriko najprej shranimo in nato napajamo obremenitev ponoči. Ko celoten sistem ne more proizvajati električne energije v deževnih dneh, lahko razmislite o dodajanju dizelskega generatorja, ki ga boste uporabili kot rezervni vir energije.
Značilnosti mikroomrežja izmeničnega toka: 1. Zasnova sistema mikroomrežja izmeničnega toka lahko podpira delovanje v omrežju ali delovanje zunaj njega. 2. Celoten sistem ima širok razpon dostopne moči in prilagodljivo zasnovo ter se lahko poveže s fotovoltaično energijo, vetrno energijo, superkondenzatorji in drugimi vrstami baterijskih sistemov za shranjevanje energije. 3. Podprite uporabo lestvenih baterij. Baterije je mogoče priključiti na več vej, da se zmanjša vzporedna povezava baterijskih paketov. 4. Celotno mikromrežo izmeničnega toka se lahko oblikuje v zasnovo posode, ki vključuje fotovoltaiko, shranjevanje energije in baterije. V situacijah, kjer je zmogljivost razmeroma majhna, zavzame baterija za shranjevanje energije relativno veliko površino. Če je sistemska naprava nameščena v določenem prostoru in ni prostora, lahko zabojnik postavimo na prostem in zapakiramo kot celoto.
Ključne tehnologije komunikacijskega mikroomrežja: 1. Strategija upravljanja z energijo mikroomrežja z upravljanjem stanja delovanja bremena v mikroomrežju zagotavlja gospodarno in zanesljivo delovanje mikroomrežja. Za oblikovanje mikroomrežja so v ozadju nepogrešljivi upravljanje z energijo, načrtovanje in nadzor politik. 2. Tehnologija brezhibnega preklapljanja v omrežju in izven njega zagotavlja zanesljivost napajanja pomembnih obremenitev v mikroomrežju in igra pomembno vlogo pri varnem in zanesljivem delovanju velikega električnega omrežja. 3. Funkcija VSG poveča vztrajnost sistema in ohranja stabilnost sistemske napetosti in frekvence.
(2) DC mikromreža
DC mikromreža se večinoma uporabljajo v polnilnih postajah za električna vozila, industrijskih in komercialnih parkih ter v nekaterih situacijah zasilnega napajanja. Sestava sistema upošteva predvsem dve točki: 1. Povečanje vloge fotovoltaike. Ker sta sektorja fotovoltaike in shranjevanja energije nepogrešljiva v mikroomrežju, shranjevanje energije pa je osrednja komponenta celotne opreme mikroomrežja. Fotovoltaična proizvodnja električne energije je na splošno enosmerna energija. Enosmerna energija, ki jo generira fotovoltaika, je preko vmesne naprave integrirana v enosmerno vodilo, baterija pa je v sistem povezana preko enosmernega pretvornika na sredini. Na ta način fotonapetostne proizvodnje energije ni treba invertirati in nato popravljati nazaj za polnjenje baterije. Celotna učinkovitost pretvorbe sistema bo zelo visoka. 2. Trenutno tehnologija polnjenja električnih vozil uporablja predvsem polnilne drogove AC ali DC. Energija takih polnilnih kupov izvira iz izmeničnega toka. Mikroomrežje enosmernega toka je zgrajeno za pretok energije prek enosmernega polnjenja s pretvorbo enosmernega toka za neposredno polnjenje električnih vozil. Največja izboljšava učinkovitosti pretvorbe in učinkovitosti uporabe sistema. Celoten sistem je povezan z omrežjem preko hranilnika energije, ki ima komplementarno vlogo. Ko je fotovoltaična energija nezadostna ali napajalnik obremenitve, vir enosmernega toka in druge podobne obremenitve potrebujejo napajanje, se lahko energija črpa iz omrežja; ko fotovoltaična poraba energije ni zadostna. Ko končate, lahko uporabite preostalo moč za povezavo z internetom.
Značilnosti mikroomrežja enosmernega toka: 1. Mikroomrežje enosmernega toka uporablja tehnologijo povezovanja vodila enosmernega toka za zmanjšanje izgub pri pretvorbi izmeničnega v enosmerni tok. 2. V celoti izkoristite fotonapetostno proizvodnjo energije za doseganje ravnovesja moči v sistemu mikroomrežja. 3. Zmanjšajte zmogljivost distribucije električne energije na strani omrežja, ker veliko obremenitev črpa moč iz omrežja, ko je elektrika dobavljena, in zmogljivost konfiguracije transformatorja na strani omrežja bo zelo velika. Če je obremenitev z enosmernim tokom veliko, se lahko za rešitev težave uporabi mikromreža z enosmernim tokom. 4. Kot preprost zasilni napajalnik ta zasilni napajalnik ne more doseči brezhibnega preklapljanja napajanja kot običajni UPS, vendar je mogoče zakasnitev preklopa nadzorovati v 15 milisekundah.
Ključne tehnologije mikroomrežja DC 1. Sistem upravljanja z energijo, ki uporablja nabor programske opreme za strateški nadzor in razporejanje sistemske energije. 2. Tehnologija ujemanja impedance DC pretvornika. To vezje za usklajevanje impedance lahko zmanjša vpliv na resonančno frekvenco resonančnega vezja pretvornika, ko se filtrsko vezje in izhodna obremenitev spremenita, tako da je resonančna frekvenca resonančnega vezja pretvornika med delovanjem le v širokem območju. spremembe znotraj majhnega frekvenčnega območja, da se zagotovi visoka učinkovitost pretvorbe pretvornika in poenostavi krmilno vezje pretvornika. 3. Tehnologija porazdeljenega kolaborativnega krmiljenja segmentiranih vodil zagotavlja stabilnost sodelovanja in prilagodljivost sistema.
(3) AC in DC hibridno mikroomrežje
Hibridno mikroomrežje AC in DC združuje vse značilnosti prejšnjih dveh tipov mikromrež in je zelo zmogljivo. Kombinacija celotnega sistema zahteva zelo visoko opremo in tehnologijo. V vidikih, kot sta shranjevanje energije in PCS, bo sistem ohromljen, če koordinacija in nadzor dostopa do porazdeljene energije do celotnega sistema nista ustrezno obravnavana. Hibridna mikroomrežja AC in DC se lahko široko uporabljajo v scenarijih, kot so otoki, območja brez elektrike ter industrijski in komercialni parki.
1MWh kontejnerska tehnološka rešitev za shranjevanje energije in uporaba
(1) Rešitev za shranjevanje energije v mikroomrežju
Osnovne komponente, kot so integrirane baterije, BMS, pretvorniki, inteligentne stikalne omare in EMS, so vse nameščene v zabojniku, kar je mogoče doseči s 40-čevljevim zabojnikom. To integrirano rešitev je mogoče uporabiti pri zmanjšanju konic in frekvenčni modulaciji elektrarn za shranjevanje energije ali uporabi kaskadnih baterij, situacijah zasilnega napajanja in nekaterih komercialnih aplikacijah za zmanjšanje konic in polnjenje doline.
2. Rešitve za shranjevanje energije v elektrarnah
Celoten sistem elektrarne za shranjevanje energije je razmeroma velik. Osebno priporočam, da PCS in dele baterije ločite in postavite v ločeno posodo. To bo bolj smiselno z vidika vzdrževanja in prezračevanja ter odvajanja toplote baterije.
3. Rešitev za shranjevanje energije v ohišju
Rešitev za shranjevanje energije vse v enem je primerna za majhne komercialne aplikacije za shranjevanje energije. S postavitvijo PCS in baterijskih modulov v omaro, celoten sistem zavzame relativno malo prostora.
Zasnova posode za shranjevanje energije 1 MWh
Zasnova posode za shranjevanje energije 1 MWh je v glavnem razdeljena na dva dela:
1. Predal za baterije: Predal za baterije vključuje predvsem baterijo 1 MWh, stojalo za baterije, nadzorno omarico BMS, omarico za gašenje požara s heptafluoropropanom, hladilno klimatsko napravo, osvetlitev za zaznavanje dima, nadzorno kamero itd. Baterija mora biti opremljena z ustreznim sistemom upravljanja BMS . Tipi baterij so lahko litij-železne baterije, litijeve baterije, svinčevo-ogljične baterije in svinčeno-kislinske baterije. Svinčeve baterije imajo nizko energijsko gostoto in so velike. Standardni 40-čeveljski kontejner jih morda ne bo mogel sprejeti. Trenutna glavna standardna zasnova je 1 MWh litij-železo-fosfatna baterija. Hladilna klimatska naprava se sproti prilagaja glede na temperaturo v skladišču. Nadzorne kamere lahko na daljavo spremljajo stanje delovanja opreme v skladišču. Končno je mogoče oblikovati oddaljenega odjemalca za spremljanje in upravljanje stanja delovanja in stanja baterije opreme v skladišču prek odjemalca ali aplikacije.
2. Skladišče opreme: Skladišče opreme vključuje predvsem nadzorne omare PCS in EMS. PCS lahko nadzoruje proces polnjenja in praznjenja, izvaja pretvorbo izmeničnega in enosmernega toka in lahko neposredno napaja obremenitve izmeničnega toka, ko ni električnega omrežja. Pri uporabi sistemov za shranjevanje energije sta funkcija in vloga EMS relativno pomembni. Kar zadeva distribucijsko omrežje, EMS v glavnem zbira stanje moči električnega omrežja v realnem času prek komunikacije s pametnimi števci in spremlja spremembe moči bremena v realnem času. Nadzirajte samodejno proizvodnjo električne energije in ocenite varnost stanja elektroenergetskega sistema. V sistemu 1 MWh je lahko razmerje med PCS in baterijo 1:1 ali 1:4 (hranilnik energije PCS 250kWh, baterija 1MWh).
Zasnova odvajanja toplote 1MW kontejnerskega pretvornika ima zasnovo porazdelitve naprej in praznjenja zadaj. Ta zasnova je primerna za elektrarne za shranjevanje energije, ki vse PCS postavijo v isto posodo.
Ožičenje, vzdrževalni kanali in zasnova odvajanja toplote notranjega sistema za distribucijo električne energije zabojnika so integrirani in optimizirani za lažji transport na dolge razdalje in zmanjšanje poznejših stroškov vzdrževanja.
3. Sestava standardne rešitve za shranjevanje MW energije
Standardna rešitev za shranjevanje energije MW združuje baterije, BMS, PCS in EMS. Večina sistemov uporablja PCS kot osnovno osnovno opremo in zagotavlja prilagojene rešitve za shranjevanje energije na enem mestu z integracijo baterij, BMS in EMS.
Mikroomrežje za shranjevanje energije je postalo ključna infrastruktura energetskega interneta
- Vloga mikroomrežja za shranjevanje energije v energetskem internetu
Med shranjevanjem energije in internetom obstaja korespondenca ena proti ena. Energija v hranilniku energije ustreza podatkom na internetu; baterija je tako imenovana shramba energije, ki ustreza predpomnilniku v internetu; dvosmerna pretvorna naprava pretvornika za shranjevanje energije ustreza vlogi usmerjevalnika v internetu; mikroomrežje pri shranjevanju energije Enakovredno je lokalnemu omrežju; vsi skupaj sešteti podatki in naprave tvorijo energetski internet, ki je enakovreden strukturi interneta.
2. Uporaba shranjevanja energije
Stran proizvodnje električne energije: rešite problem opustitve vetra in svetlobe ter stabilizirajte nihanja. Trenutno stopnja opuščanja vetra na nekaterih območjih dosega 10%-15%, stopnja opuščanja svetlobe pa 15%-20%. Opremljen s shranjevanjem energije na strani proizvodnje električne energije, se lahko proizvodnja električne energije stabilizira in vpliv na električno omrežje bo močno zmanjšan.
Stran omrežja: Sodelujte pri uravnavanju frekvence električnega omrežja za izboljšanje stabilnosti. Trenutno ponekod na trgu regulacije frekvence uporabljajo toplotno moč za regulacijo frekvence, vendar sta odzivni čas in cikel regulacije frekvence toplotne moči relativno dolga. Izhodna moč shranjevanja energije se spreminja zelo hitro in se na splošno lahko odzove v 10 sekundah. Frekvenčna modulacija za shranjevanje energije ima v primerjavi s tem prednosti.
Uporabniška stran: shranjevanje energije, zmanjšanje konic in polnjenje doline ter zaslužek razlike v ceni električne energije med konicami in dolinami.
Izzivi in ovire pri razvoju mikroomrežij za shranjevanje energije
Trenutno je celoten trg za shranjevanje energije v mlačnem stanju, predvsem iz dveh razlogov: Prvič, politika in stroški. Subvencije državne politike za električna vozila so zelo velike. Zato se bodo po subvencioniranju sistemov za shranjevanje energije ali baterij znižali stroški celotnega sistema, zmanjšala se bo začetna investicija, povečal pa se bo prihodek sistema. Drugi je tehnična raven. Prvič, še vedno obstajajo omejitve in tehnične težave pri razvoju aktivnih distribucijskih omrežij; raziskovanje tehnologije upravljanja z energijo je treba še raziskati; izboljšati je treba usklajeno in optimizirano tehnologijo delovanja mikromrež in velikih elektroenergetskih omrežij; prilagodljivost omrežja pretvornikov za shranjevanje energije Kar zadeva podporno tehnologijo za električno omrežje, obstajajo tehnične zahteve in mejne vrednosti za proizvajalce PCS za shranjevanje energije. Ljudje mislijo, da sta trenutno glavna vprašanja politika in stroški.
Priložnosti in perspektive razvoja mikroomrežij za shranjevanje energije
(1) Visoka stopnja prodora fotonapetostne in vetrne energije predstavlja izziv za stabilnost električnega omrežja. Študije so pokazale, da največja stopnja prodora fotonapetostne proizvodnje električne energije na splošno ne presega 25 %-50 %. V nasprotnem primeru lahko pride do povišanja napetosti v električnem omrežju, nihanj napetosti, ki jih povzročijo spremembe v oblaku, in obsežnih odklopov, ki jih povzročijo nizka napetost in nihanja frekvence.
(2) Reforma električne energije je aktivirala trg za shranjevanje energije na strani uporabnika. Z nadaljnjim zniževanjem stroškov shranjevanja energije, izboljšanjem sistema koničnih in nizkih cen električne energije, vzpostavitvijo kompenzacijskih mehanizmov, kot so konične cene električne energije in upravljanje povpraševanja ter razvojem različnih storitev z dodano vrednostjo na uporabniški strani trgu električne energije se bo pojavil trg za shranjevanje energije na uporabniški strani. To je postalo eno glavnih področij komercialne uporabe shranjevanja energije v moji državi.
(3) S hitro eksplozijo trga električnih vozil sta učinkovito recikliranje električnih baterij in realizacija zaporedne uporabe baterij postala eno od pomembnih vprašanj pri razvoju novih energetskih vozil in sta bila uvrščena na dnevni red. Trg za avtomobilske baterije prihodnosti Zelo velik.
(4) Optični mikromrežni sistem za shranjevanje in polnjenje ima naložbeno vrednost. Gre za shemo upravljanja in razdeljevanja energije, ki celovito izkorišča zeleno energijo in ima velike gospodarske in okoljske koristi.
Prednosti večvejne tehnologije shranjevanja energije pri uporabi ešalonske baterije
Ključne tehnologije za ešalonsko uporabo
Za večplastno uporabo odsluženih baterij električnih vozil je treba na splošno opraviti naslednje postopke: recikliranje odsluženih baterij, razstavljanje baterijskega PACK-a na posamezne celice, pregled baterije in klasifikacija zmogljivosti ter prerazporejanje baterij v baterijske module za uporabo v razredu oz. PAKIRAJTE. Testiranje vzdrževanja uravnoteženja bazena
Ko je baterija umaknjena, se celoten paket razstavi iz avtomobila. Različni modeli imajo različne zasnove baterijskih paketov, njihova notranja in zunanja strukturna zasnova, načini povezovanja modulov in procesne tehnologije pa so različni, kar pomeni, da je nemogoče uporabiti eno demontažno montažno linijo za namestitev vseh baterijskih sklopov in notranjih modulov. Nato je treba v smislu razstavljanja akumulatorja izvesti fleksibilno konfiguracijo in izpopolniti montažno linijo razstavljanja na odseke. Pri oblikovanju postopka razstavljanja za različne baterijske pakete je treba v največji možni meri ponovno uporabiti obstoječe dele montažne linije. in procese za izboljšanje učinkovitosti delovanja in zmanjšanje ponavljajočih se naložb.
Za uporabo po korakih je najbolj smiselno, da ga razstavite na nivo modula in ne na nivo celice, saj so povezave med celicami običajno lasersko varjene ali drugi togi postopki povezovanja, zaradi česar jih je izjemno težko razstaviti brez poškodb. Če upoštevamo stroške in koristi, dobiček odtehta izgubo.
Ključne tehnologije za ešalonsko uporabo
PCS sprejme modularno večvejno rešitev, ki lahko bolje zmanjša število vzporednih povezav baterijskih paketov. Polnjenje in praznjenje vsake baterije ne vplivata eno na drugo.
Bolečine, ki jih rešuje večvežna tehnologija: 1. Odpravite težave s kroženjem, ki jih povzroča vzporedna povezava različnih baterijskih paketov. 2. Zmanjšajte kompleksen postopek pregledovanja po kaskadni uporabi baterij, zmanjšajte stroške ponovne uporabe kaskadnih baterij ter izboljšajte učinkovitost recikliranja in vrednost uporabe kaskadnih baterij. 3. Baterije različnih proizvajalcev baterij lahko povežete za izboljšanje prilagodljivosti sistema. 4. BMS sprejme tehnološko rešitev za aktivno uravnoteženje, ki lahko poveča uravnoteženo zaščito baterije.
Tehnične prednosti
1. Modularna zasnova PCS za shranjevanje energije ima visoko stabilnost. Napaka v enem načinu ne vpliva na delo drugih modulov. Izdelava modulov je priročna, hitra in učinkovita.
2. Kar zadeva uporabniško vrednost, je sistem mogoče vklopiti za dodajanje modulov, odstranitev, zamenjavo in vzdrževanje, en sam modul pa je mogoče zamenjati v 10 minutah; modularna redundantna vzporedna povezava preprečuje zapravljanje virov; podpira večkratni dostop do energije, zaradi česar je priročen in prilagodljiv.
3. Z uporabo učinkovite trinivojske topološke tehnologije in dodajanjem pretvorbe ničelne ravni je vzdržljiva napetost IGBT polovica dvonivojske in izguba preklapljanja je majhna; tristopenjski ima višjo preklopno frekvenco in zmanjšana je induktivnost izhodnega filtra; trinivojski ima še eno plastno lestvičasto napetost, valovna oblika izhodnega toka je bližje sinusnemu valu, vsebnost harmonikov je majhna, faktor moči pa je 0.99. Kar zadeva faktor moči, ga je mogoče poljubno nastaviti od -1 do 1.
4. Neodvisna zasnova odvajanja toplote. Modul ima večplastno strukturo za izolacijo glavnega nadzornega centra in glavnih ogrevalnih komponent; uporablja se neodvisen zračni kanal, ki zagotavlja, da ima zračna votlina zadosten zračni tlak. V primerjavi s kanalom mešanega zraka je toplotna zasnova boljša.
Razprava o uporabi integriranega optičnega pomnilnika in tehnologije polnjenja
Tipičen način uporabe optičnega shranjevanja in polnjenja je način mikromreže AC. Njegova glavna arhitektura vključuje AC vodilo, fotovoltaiko, polnilne pilote, shranjevanje energije in baterije itd. Sistem lahko deluje v omrežju ali izven njega. Sistem je lahko opremljen tudi s stikalno opremo izven omrežja za brezhibno preklapljanje.
Uporaba optičnega shranjevanja in polnjenja se bo v prihodnosti razvila v večenergijsko komplementarno stanje. V poznejšem obdobju se na ta sistem ne bodo povezovale le fotovoltaika in hranilniki energije, temveč tudi toplotna bremena, toplotne črpalke, razpršeni viri energije itd., ki se bodo postopoma razvili v ogromen mikromrežni sistem.
