Типи застосування та характеристики мікрогрід-проектів
1. Поняття мікросітки
Мікромережа — це концепція відносно традиційної великої електромережі. Це стосується мережі, що складається з кількох розподілених джерел живлення та пов’язаних із ними навантажень відповідно до певної топологічної структури. Це ефективний спосіб реалізації активної мережі розподілу, перетворюючи традиційні електромережі на розумні мережі. перехід.
Мікромережа включає шість основних сфер виробництва електроенергії, зберігання енергії, розподілу, споживання електроенергії, диспетчеризації та зв'язку. Він може працювати як в мережевому, так і в режимі ізольованої мережі, має високий ступінь надійності та стабільності.
2. Застосування мікросітки
Ринок застосування мікромережі в основному поділяється на наступні чотири аспекти: 1. Домашня мікромережа: це ринкове застосування все ще відносно обмежене в Китаї, і більшість мікромереж інтегрують оптичне зберігання та зарядку. 2. Мікромережа індустріального парку: ця сфера широко використовується. 3. Острівна мікромережа: розвивайте фотоелектричну та вітрову енергетику на островах, щоб вирішити проблему стабільності та безпеки електроенергії на острові. 4. Мікромережа у віддалених/відсутніх районах: побудуйте мікроенергетичну комплементарну мережу, щоб вирішити проблему відсутності електропостачання у віддалених районах.
Мікросітка може працювати як на сітці, так і на острові. Вся система розроблена за принципом «підключай і працюй», що покращує гнучкість і надійність джерела живлення. Мікромережу накопичувача енергії також можна використовувати як резервне джерело живлення за допомогою функції «чорного запуску»; крім того, він може брати участь у регулюванні основної мережі через місцеву систему енергоменеджменту.
3. Види мікросіток
(1) Комунікаційна мікромережа
Мікромережа змінного струму — це в основному технологія з’єднання розподіленої енергії через шину змінного струму, яка з’єднує виробництво енергії вітру, виробництво дизельної енергії, фотоелектричну енергію та зберігання енергії до системи. Нарешті, вся система підключена до великої електромережі через інтелектуальні розподільні шафи, утворюючи просту мікромережу змінного струму. Застосування такого типу мікромережі змінного струму є дуже типовим для поточних програм або проектів накопичення енергії мікромережі, і технологія є відносно зрілою, а застосування дуже гнучким. Як і у випадку з усіма технологіями мікромережі зберігання енергії, постачальникам обладнання або системним інтеграторам відносно легко досягти системної інтеграції.
Цей тип мікромережі змінного струму більше підходить для острівних мікромереж. Оскільки у відносно великих районах острова фотоелектричні пристрої можна використовувати для доповнення енергії, а в поєднанні з системою накопичення енергії, коли навантаження не може бути спожито повністю, електроенергію, що залишилася, можна спочатку зберігати, а потім живити навантаження вночі. Якщо вся система не може виробляти електроенергію в дощові дні, ви можете розглянути питання про додавання дизельного генератора, щоб використовувати його як резервне джерело живлення.
Характеристики мікромережі змінного струму: 1. Конструкція мікромережі змінного струму може підтримувати роботу в мережі або автономну роботу. 2. Вся система має широкий діапазон потужності доступу та гнучку конструкцію та може бути підключена до фотоелектричної енергії, енергії вітру, суперконденсаторів та інших типів систем накопичення енергії. 3. Підтримка застосування сходових батарей. Батареї можна підключати до кількох розгалужень, щоб зменшити паралельне з’єднання батарейних блоків. 4. Усю мікромережу системи змінного струму можна перетворити на контейнерну конструкцію, яка об’єднує фотоелектричні пристрої, накопичувачі енергії та батареї. У ситуаціях, коли ємність відносно невелика, акумуляторна батарея займає відносно велику площу. Якщо системний пристрій розміщено в певній зоні і немає місця, контейнер можна розмістити на відкритому повітрі та упакувати як єдине ціле.
Ключові технології комунікаційної мікромережі: 1. Стратегія управління енергією мікромережі, керуючи робочим станом навантаження в мікромережі, забезпечує економічну та надійну роботу мікромережі. Щоб сформувати мікромережу, управління енергією, планування та контроль політики є незамінними на задньому плані. 2. Технологія безшовної комутації між мережами та поза мережами забезпечує надійність електропостачання для важливих навантажень у мікромережі та відіграє важливу роль у безпечній та надійній роботі великої електромережі. 3. Функція VSG збільшує інерцію системи та підтримує стабільність напруги та частоти системи.
(2) Мікромережа постійного струму
Мікромережі постійного струму в основному використовуються на станціях зарядки електромобілів, промислових і комерційних парках і в деяких ситуаціях аварійного електропостачання. Склад системи в основному враховує два моменти: 1. Максимальне збільшення ролі фотоелектричної енергії. Тому що фотоелектричні сектори та сектори зберігання енергії незамінні в мікромережі, а накопичення енергії є основним компонентом усього обладнання мікромережі. Виробництво електроенергії з фотоелектричних пристроїв, як правило, є джерелом постійного струму. Постійний струм, що генерується фотоелектричною енергією, інтегрується в шину постійного струму через проміжний пристрій, а акумулятор підключається до системи через перетворювач постійного струму в середині. Таким чином, для зарядки батареї не потрібно інвертувати, а потім випрямляти електроенергію. Загальна ефективність перетворення системи буде дуже високою. 2. В даний час технологія зарядки електромобілів в основному використовує зарядні стовпи змінного струму або зарядні стовпи постійного струму. Енергія таких зарядних паль походить від змінного струму. Мікромережа постійного струму створена для передачі енергії через зарядку постійного струму, перетворення постійного струму для безпосереднього заряджання електромобілів. Максимальне підвищення ефективності перетворення та ефективності використання системи. Вся система підключена до мережі через перетворювач накопичувача енергії, який відіграє додаткову роль. Коли фотоелектричної енергії недостатньо або джерело живлення навантаження, джерело постійного струму та інші подібні навантаження потребують джерела живлення, електроенергію можна отримати з мережі; коли фотоелектричне споживання енергії недостатнє. Після завершення ви можете використати залишок енергії для підключення до Інтернету.
Характеристики мікромережі постійного струму: 1. Мікромережа постійного струму використовує технологію з’єднання шини постійного струму для зменшення втрат при перетворенні змінного струму в постійний. 2. Повністю використовуйте фотоелектричну генерацію для досягнення балансу потужності в системі мікромережі. 3. Мінімізуйте потужність розподілу електроенергії на стороні мережі, оскільки багато навантажень споживають електроенергію з мережі, коли подається електроенергія, і потужність конфігурації трансформатора на стороні мережі буде дуже великою. Якщо є багато навантажень постійного струму, для вирішення проблеми можна використовувати мікромережу постійного струму. 4. Будучи простим аварійним джерелом живлення, це аварійне джерело живлення не може забезпечити плавне перемикання джерела живлення, як звичайний ДБЖ, але затримку перемикання можна контролювати протягом 15 мілісекунд.
Ключові технології мікромережі постійного струму 1. Система енергоменеджменту, яка використовує набір програмного забезпечення для стратегічного контролю та планування енергії системи. 2. Технологія узгодження імпедансу перетворювача постійного струму. Ця схема узгодження імпедансу може зменшити вплив на резонансну частоту резонансного контуру перетворювача, коли контур фільтра та вихідне навантаження змінюються, так що резонансна частота резонансного контуру перетворювача знаходиться лише в широкому діапазоні під час роботи. змінюється в невеликому діапазоні частот, щоб забезпечити високу ефективність перетворення перетворювача і спростити схему керування перетворювачем. 3. Технологія розподіленого спільного керування сегментованими шинами забезпечує стабільність співпраці та адаптивність системи.
(3) Гібридна мікромережа змінного та постійного струму
Гібридна мікромережа змінного та постійного струму поєднує в собі всі характеристики двох попередніх типів мікромережі та є дуже потужною. Поєднання всієї системи вимагає дуже високого обладнання та технологій. У таких аспектах, як зберігання енергії та PCS, якщо координація та контроль розподіленого доступу до енергії до всієї системи не обробляються належним чином, система буде паралізована. Гібридні мікромережі змінного та постійного струму можуть широко використовуватися в таких сценаріях, як острови, зони без електрики, промислові та комерційні парки.
Рішення та застосування технології накопичення енергії в контейнері на 1 МВт-год
(1) Мікромережеве рішення для зберігання енергії
Основні компоненти, такі як інтегровані батареї, BMS, перетворювачі, інтелектуальні комутаційні шафи та EMS, усі розміщені в контейнері, що можна досягти за допомогою 40-футового контейнера. Це інтегроване рішення може бути застосоване для зменшення піків і частотної модуляції електростанцій накопичення енергії або використання каскадних батарей, ситуацій аварійного електропостачання та деяких комерційних застосувань для зменшення піків і заповнення долин.
2. Рішення для зберігання енергії електростанції
Вся система енергоакумулюючої електростанції є відносно великою за масштабом. Особисто я рекомендую відокремити PCS і елементи батареї та помістити їх в окремий контейнер. Це буде більш розумно з точки зору обслуговування і вентиляції і відведення тепла батареї.
3. Рішення для зберігання енергії в шафі
Рішення для накопичення енергії «все в одному» підходить для невеликих комерційних програм зберігання енергії. Завдяки розміщенню PCS і батарейних модулів у шафі вся система займає відносно невеликий простір.
Конструкція контейнера для зберігання енергії ємністю 1 МВт-год
Конструкція контейнера для зберігання енергії 1 МВт-год в основному розділена на дві частини:
1. Батарейний відсік: акумуляторний відсік в основному включає батарею ємністю 1 МВт-год, акумуляторну стійку, шафу управління BMS, шафу пожежогасіння з гептафторпропану, охолоджуючий кондиціонер, освітлення з датчиком диму, камеру спостереження тощо. Акумулятор повинен бути оснащений відповідною системою керування BMS . Батареї можуть бути літієвими, літієвими, свинцево-вуглецевими та свинцево-кислотними. Свинцево-кислотні акумулятори мають низьку щільність енергії та великі розміри. Стандартний 40-футовий контейнер може не вмістити їх. Поточний основний стандартний дизайн – літій-залізо-фосфатний акумулятор ємністю 1 МВт-год. Кондиціонер охолодження в режимі реального часу регулює температуру на складі. Камери спостереження дозволяють дистанційно контролювати стан роботи обладнання на складі. Нарешті, віддалений клієнт може бути створений для моніторингу та керування робочим станом і станом батареї обладнання на складі через клієнт або додаток.
2. Склад обладнання: Склад обладнання в основному включає шафи керування PCS та EMS. PCS може контролювати процес заряджання та розряджання, виконувати перетворення змінного та постійного струму та може безпосередньо живити навантаження змінного струму, коли немає електромережі. У застосуванні систем зберігання енергії функція та роль EMS є відносно важливими. Що стосується розподільчої мережі, EMS в основному збирає інформацію про стан електроенергії в мережі в режимі реального часу за допомогою зв’язку з розумними лічильниками та відстежує зміни потужності навантаження в режимі реального часу. Контролюйте автоматичне виробництво електроенергії та оцінюйте безпеку стану енергосистеми. У системі 1 МВт-год співвідношення PCS до батареї може становити 1:1 або 1:4 (накопичувач енергії PCS 250 кВт-год, акумулятор 1 МВт-год).
Конструкція розсіювання тепла конвертера контейнерного типу потужністю 1 МВт має передній розподіл і задній розряд. Ця конструкція підходить для електростанцій накопичення енергії, які розміщують усі PCS в одному контейнері.
Електропроводка, канали обслуговування та дизайн розсіювання тепла внутрішньої системи розподілу електроенергії контейнера інтегровані та оптимізовані для полегшення транспортування на далекі відстані та зменшення подальших витрат на технічне обслуговування.
3. Склад стандартного розчину накопичення енергії МВт
Стандартне рішення для накопичення енергії MW об’єднує батареї, BMS, PCS та EMS. Більшість систем використовують PCS як основне базове обладнання та пропонують індивідуальні універсальні рішення для накопичення енергії шляхом інтеграції батарей, BMS та EMS.
Мікромережа зберігання енергії стала ключовою інфраструктурою енергетичного Інтернету
- Роль мікромережі зберігання енергії в енергетичному Інтернеті
Між накопиченням енергії та Інтернетом існує однозначна відповідність. Енергія в накопичувачі енергії відповідає даним в Інтернеті; батарея - це так званий накопичувач енергії, який відповідає кешу в Інтернеті; пристрій двонаправленого перетворення перетворювача накопичувача енергії відповідає ролі маршрутизатора в Інтернеті; Мікромережа в накопиченні енергії еквівалентна локальній мережі; усі дані та пристрої, складені разом, утворюють Енергетичний Інтернет, який еквівалентний структурі Інтернету.
2. Застосування накопичувачів енергії
Сторона виробництва електроенергії: вирішити проблему відмови від вітру та світла та стабілізувати коливання. В даний час коефіцієнт вітроефективності в окремих районах досягає 10%-15%, а коефіцієнт освітленості досягає 15%-20%. Оснащений накопичувачем енергії на стороні виробництва електроенергії, виробництво електроенергії можна стабілізувати, а вплив на енергосистему буде значно зменшено.
Сторона мережі: беріть участь у регулюванні частоти електромережі для підвищення стабільності. В даний час деякі місця на ринку регулювання частоти використовують теплову потужність для регулювання частоти, але час відгуку та цикл регулювання частоти теплової потужності відносно довгі. Вихідна потужність накопичувача енергії змінюється дуже швидко і зазвичай може реагувати протягом 10 секунд. Частотна модуляція зберігання енергії має переваги в порівнянні.
Сторона користувача: накопичення енергії, зниження пікових навантажень і заповнення низин, а також отримання різниці в ціні електроенергії на пікові витрати.
Виклики та перешкоди у розвитку мікромереж для зберігання енергії
Наразі весь ринок зберігання енергії перебуває в прохолодному стані, в основному з двох причин: по-перше, політика та вартість. Державні субсидії на електромобілі дуже великі. Таким чином, після надання субсидій на системи накопичення енергії або батареї вартість усієї системи зменшиться, початкові інвестиції зменшаться, а дохід від системи зросте. Друге – технічний рівень. По-перше, все ще існують обмеження та технічні труднощі у розвитку активних мереж розподілу; вивчення технології енергоменеджменту все ще потребує дослідження; потребує вдосконалення злагоджена та оптимізована технологія роботи мікромереж та великих електромереж; адаптованість перетворювачів накопичувачів енергії до мережі Що стосується технології підтримки для електромережі, існують технічні вимоги та порогові значення для виробників PCS накопичувачів енергії. Люди вважають, що політика та вартість є головними проблемами на даний момент.
Можливості та перспективи розвитку мікромереж для зберігання енергії
(1) Високий рівень поширення фотоелектричної та вітрової енергії створює проблеми для стабільності електромережі. Дослідження показали, що максимальний рівень проникнення фотоелектричної генерації електроенергії зазвичай не перевищує 25%-50%. В іншому випадку в електромережі може виникнути підвищення напруги, коливання напруги, спричинені зміною хмарності, і масштабні відключення, спричинені низькою напругою та коливаннями частоти.
(2) Реформа електроенергетики активізувала ринок зберігання енергії на стороні користувача. З подальшим зниженням витрат на накопичення енергії, удосконаленням системи пікових і низьких цін на електроенергію, встановленням механізмів компенсації, таких як пікові ціни на електроенергію та управління попитом, а також розробкою різноманітних додаткових послуг на стороні користувача ринок електроенергії, з’явиться ринок зберігання енергії на стороні користувача. Це стало однією з основних сфер комерційного застосування накопичувачів енергії в моїй країні.
(3) Зі стрімким вибухом ринку електромобілів ефективна переробка силових акумуляторів і реалізація послідовного використання акумуляторів стали одним із важливих питань у розробці нових енерготранспортних засобів і були поставлені на порядок денний. Ринок майбутніх автомобільних акумуляторів Дуже великий.
(4) Оптична мікросітка зберігання та заряджання має інвестиційну цінність. Це схема управління та розподілу енергії, яка комплексно використовує зелену енергію та має високі економічні та екологічні переваги.
Переваги багатогалузевої технології зберігання енергії в ешелонній утилізації батарей
Основні технології ешелонної утилізації
Для ешелону утилізації знятих з експлуатації акумуляторних батарей електромобілів, як правило, необхідно пройти такі процеси: переробка знятих з експлуатації акумуляторів, розбирання акумуляторної батареї PACK на окремі елементи, перевірка акумуляторів і класифікація продуктивності, а також перегрупування батарей у модулі батареї для використання в ешелонах або ПАК. Тестування балансування басейну
Коли акумулятор виходить з експлуатації, весь комплект розбирається з автомобіля. Різні моделі мають різну конструкцію акумуляторної батареї, а також їхні внутрішні та зовнішні конструктивні конструкції, способи підключення модулів і технологічні процеси відрізняються, що означає, що неможливо використовувати одну складальну лінію для розбирання, щоб встановити всі батарейні блоки та внутрішні модулі. Тоді, в частині розбирання батареї, необхідно здійснити гнучку конфігурацію та розбити лінію розбирання на секції. При розробці процесу розбирання для різних блоків батарей необхідно максимально повторно використовувати існуючі секції складальної лінії. і процеси для підвищення ефективності роботи та зменшення повторних інвестицій.
Для поетапного використання найдоцільніше розібрати його до рівня модуля, а не до рівня осередку, оскільки з’єднання між осередками зазвичай є лазерним зварюванням або іншими жорсткими процесами з’єднання, що робить його надзвичайно складним розібрати без пошкодження. Враховуючи витрати та вигоди, виграш переважує втрати.
Основні технології ешелонної утилізації
PCS використовує модульне багатогалужне рішення, яке може краще зменшити кількість паралельних з’єднань акумуляторних блоків. Заряд і розряд кожного акумулятора не впливають один на одного.
Проблемні моменти, які вирішуються за допомогою багатогалужної технології: 1. Усунення проблем з циркуляцією, спричинених паралельним підключенням різних батарейних блоків. 2. Зменшіть складний процес перевірки після каскадного використання батарей, зменшіть вартість повторного використання каскадних батарей і підвищте ефективність переробки та використання каскадних батарей. 3. Для підвищення гнучкості системи можна підключати батареї різних виробників. 4. BMS використовує технологію активного балансування, яка може максимізувати збалансований захист акумулятора.
Технічні переваги
1. Модульна конструкція накопичувача енергії PCS має високу стабільність. Однорежимний збій не впливає на роботу інших модулів. Виготовлення модулів зручно, швидко та ефективно.
2. З точки зору цінності для користувача, систему можна увімкнути для додавання, видалення, заміни та обслуговування модулів, а один модуль можна замінити протягом 10 хвилин; модульне резервне паралельне з'єднання дозволяє уникнути марної витрати ресурсів; він підтримує багаторазовий доступ до енергії, що робить його зручним і гнучким.
3. Використовуючи ефективну технологію трирівневої топології та додавши перетворення нульового рівня, витримувана напруга IGBT становить половину дворівневої, а втрати при перемиканні невеликі; трирівневий має більш високу частоту перемикання і знижує індуктивність вихідного фільтра; трирівневий має ще один шар сходової напруги, форма сигналу вихідного струму ближча до синусоїди, вміст гармонік невеликий, а коефіцієнт потужності становить 0.99. Що стосується коефіцієнта потужності, його можна регулювати за бажанням від -1 до 1.
4. Незалежний дизайн розсіювання тепла. Модуль має багатошарову структуру для ізоляції головного центру керування та основних компонентів опалення; для забезпечення достатнього тиску в повітряній порожнині використовується незалежний повітропровід. Порівняно зі змішаним повітроводом, тепловий дизайн кращий.
Обговорення застосування інтегрованого оптичного накопичувача та технології зарядки
Типовим режимом застосування оптичного накопичувача та заряджання є режим мікромережі змінного струму. Його основна архітектура включає в себе шину змінного струму, фотоелектричні пристрої, зарядні колони, накопичувачі енергії та батареї тощо. Система може працювати в мережі або поза нею. Система також може бути оснащена автономним комутаційним обладнанням для плавного перемикання.
Застосування оптичних накопичувачів і заряджання в майбутньому розвинеться в багатоенергетичний комплементарний стан. Пізніше до цієї системи будуть підключені не тільки фотоелектричні пристрої та накопичувачі енергії, а й теплові навантаження, теплові насоси, розподілені джерела енергії тощо, поступово перетворюючись на величезну систему мікромережі.
