Applikationstyper och egenskaper för mikronätprojekt
1. Begreppet mikronät
Microgrid är ett koncept relativt det traditionella stora elnätet. Det hänvisar till ett nätverk som består av flera distribuerade kraftkällor och deras relaterade belastningar enligt en viss topologisk struktur. Det är ett effektivt sätt att förverkliga ett aktivt distributionsnät, som förvandlar traditionella elnät till smarta nät. övergång.
Mikronätet involverar de sex huvudområdena elproduktion, energilagring, distribution, elförbrukning, leverans och kommunikation. Den kan fungera i både nätanslutna och isolerade nätlägen och har en hög grad av tillförlitlighet och stabilitet.
2. Applicering av microgrid
Applikationsmarknaden för mikronät är huvudsakligen uppdelad i följande fyra aspekter: 1. Hemmikronät: Denna marknadsapplikation är fortfarande relativt begränsad i Kina, och de flesta mikronät integrerar optisk lagring och laddning. 2. Microgrid industripark: Detta område används ofta. 3. Ö-mikronät: Utveckla solcells- och vindkraftsproduktion på öar för att lösa problemet med öns energistabilitet och säkerhet. 4. Mikronät i avlägsna/inga strömområden: Bygg ett komplementärt mikronät för flera energikällor för att lösa problemet med ingen strömförsörjning i avlägsna områden.
Mikronätet kan fungera på nätet eller på en ö. Hela systemet är designat för att vara plug-and-play, vilket förbättrar flexibiliteten och tillförlitligheten för strömförsörjningen. Energilagringsmikronätet kan också användas som reservströmförsörjning med sin svarta startfunktion; Dessutom kan den delta i regleringen av huvudnätet genom det lokala energiledningssystemet.
3. Typer av mikronät
(1) Kommunikationsmikronät
AC-mikronät är huvudsakligen en kopplingsteknik för distribuerad energi genom AC-buss, som kopplar samman vindkraftsproduktion, dieselkraftgenerering, solceller och energilagring till systemet. Slutligen ansluts hela systemet till det stora elnätet genom intelligenta distributionsskåp för att bilda ett enkelt AC Micronet. Användningen av denna typ av AC-mikronät är mycket typisk i nuvarande mikronätsenergilagringsapplikationer eller -projekt, och tekniken är relativt mogen och applikationen är mycket flexibel. Som med alla mikronätsteknologier för energilagring är det relativt enkelt för utrustningsleverantörer eller systemintegratörer att uppnå systemintegration.
Denna typ av AC-mikronät är mer lämplig för ö-mikronät. Eftersom i relativt breda områden på ön kan solceller användas för att komplettera energi, och i kombination med ett energilagringssystem, när belastningen inte kan förbrukas helt, kan den återstående elen lagras först och sedan driva belastningen på natten. När hela systemet inte kan generera el under regniga dagar kan du överväga att lägga till en dieselgenerator för att använda den som reservkraftkälla.
Egenskaper för AC-mikronät: 1. Systemdesignen för AC-mikronät kan stödja nätansluten drift eller drift utanför nätet. 2. Hela systemet har ett brett åtkomsteffektområde och en flexibel design och kan kopplas till solcellsenergi, vindkraft, superkondensatorer och andra typer av energilagringsbatterisystem. 3. Stöd appliceringen av stegbatterier. Batterierna kan kopplas till flera grenar för att minska parallellkoppling av batteripaket. 4. Hela AC-systemets mikronät kan göras till en containerdesign som integrerar solceller, energilagring och batterier. I situationer där kapaciteten är relativt liten upptar energilagringsbatteriet en relativt stor yta. Om systemenheten är placerad i ett specifikt område och det inte finns något utrymme kan en container placeras utomhus och förpackas som en helhet.
Nyckelteknologierna för kommunikationsmikronät: 1. Strategi för energihantering av mikronät, genom att hantera driftsstatusen för belastningen i mikronätet, säkerställer en ekonomisk och pålitlig drift av mikronätet. För att bilda ett mikronät är energihantering, schemaläggning och policykontroll oumbärliga i bakgrunden. 2. On-grid och off-grid sömlös omkopplingsteknik säkerställer tillförlitligheten hos strömförsörjningen för viktiga belastningar i mikronätet och spelar en viktig roll för säker och pålitlig drift av det stora elnätet. 3. VSG-funktionen ökar systemets tröghet och upprätthåller stabiliteten hos systemspänningen och frekvensen.
(2) DC mikronät
DC-mikronät används främst i laddningsstationer för elfordon, industri- och kommersiella parker och vissa nödströmsförsörjningssituationer. Systemsammansättningen tar huvudsakligen hänsyn till två punkter: 1. Maximering av solcellers roll. Eftersom solcells- och energilagringssektorerna är oumbärliga i mikronätet, och energilagring är kärnkomponenten i hela mikronätsutrustningen. Generering av fotovoltaisk kraft är i allmänhet likström. Likström som genereras av solceller är integrerad i DC-bussen genom en mellanliggande enhet, och batteriet ansluts till systemet genom DC-omvandlaren i mitten. På så sätt behöver inte solenergiproduktionen inverteras och sedan likriktas tillbaka för att ladda batteriet. Hela Systemets omvandlingseffektivitet kommer att vara mycket hög. 2. För närvarande använder laddningstekniken för elfordon huvudsakligen AC-laddningshögar eller DC-laddningshögar. Energin hos sådana laddningshögar kommer från växelström. Ett DC-mikronät är byggt för att flöda energin genom DC-laddning DC-konvertering för att direkt ladda elfordon. Det maximala Förbättra omvandlingseffektiviteten och utnyttjandeeffektiviteten för systemet. Hela systemet är anslutet till nätet genom energilagringsomvandlaren, som spelar en kompletterande roll. När den fotovoltaiska energin är otillräcklig eller ladda strömförsörjning, DC-källa och andra liknande belastningar behöver strömförsörjning, kan ström tas från nätet; när solcellsströmförbrukningen inte räcker till. När du är klar kan du använda den återstående strömmen för att ansluta till Internet.
Egenskaper för DC-mikronät: 1. DC-mikronät använder DC-busskopplingsteknik för att minska AC till DC-konverteringsförluster. 2. Utnyttja solceller till fullo för att uppnå effektbalans i mikronätsystemet. 3. Minimera kraftdistributionskapaciteten på nätsidan, eftersom många belastningar drar ström från nätet när ström tillförs, och transformatorkonfigurationskapaciteten på nätsidan blir mycket stor. Om det finns många DC-laster kan DC-mikronät användas för att lösa problemet. 4. Som en enkel nödströmförsörjning kan denna nödströmförsörjning inte uppnå sömlös strömförsörjning som en konventionell UPS, men kopplingsfördröjningen kan kontrolleras inom 15 millisekunder.
Nyckelteknologier för DC-mikronät 1. Energiledningssystem, som använder en uppsättning mjukvara för att strategiskt styra och schemalägga systemenergi. 2. DC-omvandlarens impedansmatchningsteknik. Denna impedansanpassningskrets kan minska påverkan på omvandlarens resonanskretss resonansfrekvens när filterkretsen och utgångsbelastningen ändras, så att resonansfrekvensen för omvandlarens resonanskrets endast ligger inom ett brett område under drift. förändringar inom ett litet frekvensområde för att säkerställa hög konverteringseffektivitet för omvandlaren och förenkla omvandlarens styrkrets. 3. Den distribuerade kollaborativa styrtekniken för segmenterade bussar säkerställer stabiliteten i samarbetet och systemets anpassningsförmåga.
(3) AC och DC hybrid mikronät
AC- och DC-hybridmikronätet kombinerar alla egenskaper hos de tidigare två mikronätstyperna och är mycket kraftfullt. Kombinationen av hela systemet kräver mycket hög utrustning och teknik. I aspekter som energilagring och PCS, om koordinering och kontroll av distribuerad energiåtkomst till hela systemet inte sköts korrekt, kommer systemet att förlamas. AC- och DC-hybridmikronät kan användas i stor utsträckning i scenarier som öar, områden utan elektricitet och industri- och kommersiella parker.
1MWh behållare energilagringsteknologi lösning och tillämpning
(1) Microgrid energilagringslösning
Kärnkomponenter som integrerade batterier, BMS, omvandlare, intelligenta kopplingsskåp och EMS är alla placerade i en container, vilket kan uppnås med en 40-fots container. Denna integrerade lösning kan tillämpas vid peak rakning och frekvensmodulering av energilagringskraftverk, eller användning av kaskadbatterier, nödströmsförsörjningssituationer och vissa kommersiella applikationer för peak rakning och dalfyllning.
2. Energilagringslösningar för kraftverk
Hela systemet med ett energilagringskraftverk är relativt storskaligt. Jag rekommenderar personligen att PCS och batteridelar separeras och placeras i en separat behållare. Detta kommer att vara mer rimligt vad gäller underhåll och ventilation och värmeavledning av batteriet.
3. Energilagringslösning för skåp
Allt i en energilagringslösning är lämplig för små kommersiella energilagringsapplikationer. Genom att placera PCS och batterimoduler i ett skåp tar hela systemet ett relativt litet utrymme.
Design av 1MWh energilagringsbehållare
Utformningen av 1MWh energilagringsbehållaren är huvudsakligen uppdelad i två delar:
1. Batterifack: Batterifacket innehåller huvudsakligen 1MWh batteri, batteriställ, BMS styrskåp, heptafluorpropan brandsläckningsskåp, kylluftkonditionering, rökavkännande belysning, övervakningskamera, etc. Batteriet behöver vara utrustat med ett motsvarande BMS ledningssystem . Batterityper kan vara litiumjärnbatterier, litiumbatterier, bly-kolbatterier och blybatterier. Blybatterier har låg energitäthet och är stora i storlek. En vanlig 40 fots container kanske inte kan ta emot dem. Den nuvarande vanliga standarddesignen är ett 1MWh litiumjärnfosfatbatteri. Kylluftkonditioneringen justerar i realtid efter temperaturen i lagret. Övervakningskameror kan fjärrövervaka driftstatus för utrustning i lagret. Slutligen kan en fjärrklient bildas för att övervaka och hantera driftstatus och batteristatus för utrustningen i lagret genom klienten eller appen.
2. Utrustningslager: Utrustningslagret omfattar huvudsakligen PCS och EMS styrskåp. PCS kan styra laddnings- och urladdningsprocessen, utföra AC- och DC-konvertering och kan direkt driva AC-laster när det inte finns något elnät. Vid tillämpningen av energilagringssystem är EMS-funktionen och rollen relativt viktig. När det gäller distributionsnät, samlar EMS huvudsakligen elnätets realtidseffektstatus genom kommunikation med smarta mätare och övervakar förändringar i lasteffekt i realtid. Styr automatisk kraftgenerering och utvärdera säkerheten för kraftsystemets status. I ett 1MWh-system kan förhållandet mellan PCS och batteri vara 1:1 eller 1:4 (energilagrings-PCS 250kWh, batteri 1MWh).
Värmeavledningsdesignen hos 1MW-omvandlaren av containertyp antar en framåtfördelning och bakåturladdningsdesign. Denna design är lämplig för energilagringskraftverk som placerar alla PCS i samma behållare.
Ledningarna, underhållskanalerna och värmeavledningsdesignen i containerns interna kraftdistributionssystem är integrerade och optimerade för att underlätta långdistanstransporter och minska efterföljande underhållskostnader.
3. Sammansättning av standard MW energilagringslösning
Standardlösningen för MW energilagring integrerar batterier, BMS, PCS och EMS. De flesta system använder PCS som den grundläggande basutrustningen och tillhandahåller skräddarsydda energilagringslösningar i ett enda ställe genom att integrera batterier, BMS och EMS.
Energilagring mikronät har blivit nyckelinfrastrukturen för energi Internet
- Energilagringsmikronätets roll i energiinternet
Det finns en en-till-en-överensstämmelse mellan energilagring och internet. Energin i energilagring motsvarar data på Internet; batteriet är den så kallade energilagringen, som motsvarar cachen på Internet; energilagringsomvandlarens dubbelriktade omvandlingsanordning motsvarar routerns roll på Internet; mikronätet i energilagring Det motsvarar ett lokalt nätverk; alla data och enheter som lagts samman bildar Energiinternet, vilket är likvärdigt med Internets struktur.
2. Tillämpning av energilagring
Kraftgenereringssidan: lös problemet med att överge vind och ljus och stabilisera fluktuationer. För närvarande når vindavgivningsgraden i vissa områden 10% -15%, och lättavgivningsgraden når 15% -20%. Utrustad med energilagring på elproduktionssidan kan elproduktionen stabiliseras och påverkan på elnätet kommer att minska kraftigt.
Nätsida: Delta i frekvensregleringen av elnätet för att förbättra stabiliteten. För närvarande använder vissa ställen på marknaden för frekvensreglering termisk effekt för frekvensreglering, men svarstiden och cykeln för termisk kraftfrekvensreglering är relativt lång. Energilagringens uteffekt ändras mycket snabbt och kan i allmänhet svara inom 10 sekunder. Energilagringsfrekvensmodulering har fördelar i jämförelse.
Användarsidan: energilagring, peak rakning och dalfyllning, och tjänar peak-dal elprisskillnaden.
Utmaningar och hinder i utvecklingen av mikronät för energilagring
För närvarande är hela marknaden för energilagring i ett ljummet tillstånd, främst av två skäl: För det första, policy och kostnad. Statens politiska bidrag till elfordon är mycket stora. Därför, efter att subventioner tillhandahålls för energilagringssystem eller batterier, kommer kostnaden för hela systemet att minska, den initiala investeringen kommer att minska och systemets intäkter kommer att öka. Den andra är den tekniska nivån. För det första finns det fortfarande begränsningar och tekniska svårigheter i utvecklingen av aktiva distributionsnätverk; Utforskningen av energiledningsteknik behöver fortfarande undersökas; den samordnade och optimerade drifttekniken för mikronät och stora elnät behöver förbättras; nätanpassningsförmågan hos energilagringsomvandlare När det gäller stödteknik för elnätet finns det tekniska krav och trösklar för tillverkare av energilagrings-PCS. Folk tror att politik och kostnader är huvudfrågorna för närvarande.
Möjligheter och framtidsutsikter i utvecklingen av mikronät för energilagring
(1) Den höga penetrationshastigheten för solceller och vindkraft utgör utmaningar för kraftnätets stabilitet. Studier har funnit att den maximala penetrationsgraden för solcellskraftgenerering i allmänhet inte överstiger 25%-50%. Annars kan elnätet uppleva spänningsökning, spänningsfluktuationer orsakade av molnförändringar och storskaliga frånkopplingar orsakade av låga spännings- och frekvensfluktuationer.
(2) Elreformen har aktiverat marknaden för energilagring på användarsidan. Med den ytterligare minskningen av kostnaderna för energilagring, förbättringen av topp- och dalprissystemet för el, inrättandet av kompensationsmekanismer såsom topppriser på el och efterfrågestyrning, och utvecklingen av olika mervärdestjänster på användarsidan av kraftmarknaden kommer energilagringsmarknaden på användarsidan att dyka upp. Det har blivit ett av huvudområdena för kommersiell tillämpning av energilagring i mitt land.
(3) Med den snabba explosionen av elfordonsmarknaden har effektiv återvinning av kraftbatterier och förverkligandet av sekventiell användning av batterier blivit en av de viktiga frågorna i utvecklingen av nya energifordon och har satts på agendan. Marknaden för framtida bilbatterier Mycket stor.
(4) Det optiska lagrings- och laddningssystemet för mikronät har investeringsvärde. Det är ett energihushållnings- och tilldelningssystem som heltäckande utnyttjar grön energi och har stora ekonomiska och miljömässiga fördelar.
Fördelar med multi-branch energilagringsteknik i echelon batterianvändning
Nyckelteknologier för användning av echelon
För användning av uttjänta batterier i elfordon måste följande processer i allmänhet genomgås: återvinning av uttjänta batterier, demontering av batteripaket till enstaka celler, batteriscreening och prestandaklassificering och omgruppering av batterier till batterimoduler för echelonanvändning eller PACKA. Underhållstestning av poolbalansering
När strömbatteriet har tagits ur, tas hela paketet isär från bilen. Olika modeller har olika batteripaketdesign, och deras interna och externa strukturella konstruktioner, modulanslutningsmetoder och processteknologier är olika, vilket innebär att det är omöjligt att använda en monteringslinje för demontering för att passa alla batteripaket och interna moduler. Sedan, när det gäller demontering av batteri, är det nödvändigt att utföra flexibel konfiguration och förfina demonteringsbandet i sektioner. När man formulerar demonteringsprocessen för olika batteripaket är det nödvändigt att återanvända de befintliga löpande bandsektionerna så mycket som möjligt. och processer för att förbättra driftseffektiviteten och minska upprepade investeringar.
För steg-för-steg användning är det mest rimligt att demontera den till modulnivå snarare än cellnivå, eftersom anslutningarna mellan celler vanligtvis är lasersvetsning eller andra stela anslutningsprocesser, vilket gör det extremt svårt att demontera utan skador. Med tanke på kostnaderna och fördelarna uppväger vinsten förlusten.
Nyckelteknologier för användning av echelon
PCS antar en modulär lösning med flera grenar, som bättre kan minska antalet parallella anslutningar av batteripaket. Laddning och urladdning av varje batteri påverkar inte varandra.
Smärtpunkter lösta med multi-branch-teknik: 1. Eliminera cirkulationsproblem orsakade av parallellkoppling av olika batteripaket. 2. Minska den komplexa sållningsprocessen efter batterikaskadanvändning, minska kostnaderna för återanvändning av kaskadbatterier och förbättra återvinningseffektiviteten och användningsvärdet för kaskadbatterier. 3. Batterier från olika batteritillverkare kan anslutas för att förbättra systemets flexibilitet. 4. BMS antar aktiv balanseringsteknologilösning, som kan maximera det balanserade skyddet av batteriet.
Tekniska fördelar
1. Den modulära designen av energilagrings-PCS har hög stabilitet. Single-mode fel påverkar inte arbetet med andra moduler. Modulproduktionen är bekväm, snabb och effektiv.
2. När det gäller användarvärde kan systemet slås på för tillägg, borttagning, byte och underhåll av moduler, och en enda modul kan bytas ut inom 10 minuter; modulär redundant parallellkoppling undviker slöseri med resurser; den stöder flera energiåtkomster, vilket gör den bekväm och flexibel.
3. Genom att använda effektiv trenivåtopologiteknik och lägga till nollnivåomvandling, är IGBT-motståndsspänningen hälften av tvånivåerna och omkopplingsförlusten är liten; trenivåerna har en högre kopplingsfrekvens och utgångsfiltrets induktans reduceras; trenivån har en stegspänning till, utströmmens vågform är närmare en sinusvåg, övertonsinnehållet är litet och effektfaktorn är 0.99. När det gäller effektfaktor kan den justeras efter behag från -1 till 1.
4. Oberoende värmeavledningsdesign. Modulen antar en skiktad struktur för att isolera huvudkontrollcentret och huvuduppvärmningskomponenterna; en oberoende luftkanal används för att säkerställa att lufthålan har tillräckligt med lufttryck. Jämfört med en blandluftskanal är den termiska designen bättre.
Diskussion om tillämpningen av integrerad optisk lagring och laddningsteknik
Det typiska applikationsläget för optisk lagring och laddning är AC microgrid-läget. Dess huvudarkitektur inkluderar AC-buss, solceller, laddningshögar, energilagring och batterier, etc. Systemet kan drivas on-grid eller off-grid. Systemet kan även utrustas med off-grid kopplingsutrustning för sömlös koppling.
Tillämpningen av optisk lagring och laddning kommer att utvecklas till ett komplementärt multienergitillstånd i framtiden. I den senare perioden kommer inte bara solceller och energilagring, utan även termiska belastningar, värmepumpar, distribuerade energikällor etc. att anslutas till detta system, som gradvis utvecklas till ett enormt mikronätsystem.
