微電網概念已經存在多年僅在最近,隨著許多新項目成為現實並投入生產,它們才大增推力和按力BloomEnergy最近報告500新微電網正在處理或部署到今年(2019年),全世界總和居多GW範圍
微電網核心為微電網係統管理分布式能源並可包括可再生能源(太陽能、風能和/或水電)和其他不可再生源(如柴油發電機、燃氣輪機等 ) 。 微電網通常堆積多代係統並使用某種類型能源存儲係統使用並管理各種軟件控製係統可搭建與電網並行運行,並在緊急情況下獨立運行或基於具體需求運行
文章中,我們觀察微電網基本原理, 生成器如何在多微電網中發揮作用, 並包括Schneider Electrict短短和極有幫助視頻, 深入解釋這些概念
微電網基礎-微電網是什麼
美國能源部定義微電網為“一組相聯負載和分布式能源資源,在明確界定的電界內組成單控件網格微電網可連接斷開網格,使其能夠以網格和島模式操作。”
此外,DOE還維護“Microgrips已被確定為智能網格的關鍵構件,以改善電源可靠性和質量,提高係統能效,為單個終端用戶提供獨立網格的可能性”。使用微電網技術的好處可以包括:
- 組合網格多智能網格技術
- 集成分布式可再生能源減少峰值負載
- 確保向有關鍵電源需求的綜合體提供能源
其他組織定義微網格相似性,包括多重負載概念和島嶼生成概念島嶼發電由風能、太陽能、水力發電或柴油/NG發電提供
第一張圖形中的插圖使用微電網使用實用電源為主源風能和太陽能農場電庫 公用電源損耗時緊急使用兩者通常都連接電網並降低設施運營成本。當功用電量丟失時,複合電源從風能和太陽能安裝轉到電池電源生成器啟動並假設從電池加載電路負載端的樓因分布網格設計而看不到電源波動公用電回發時,負載返回公用電源並關閉備用發電機風和太陽能農場恢複正常運維
多因素進入微格網的設計和構造提高發電配電技術允許係統減少電耗、使用綠色發電法並滿足關鍵電源需求每種電源和控件係統基本信息概述如下:微網格構造虛構,但概念建模取自DOE項目
實用功耗加載
最常用微電網使用本地電力公司提供的實用電源作為初級電源地處偏僻微電網可使用水力發電為主電或使用化石燃料生成廠為主電
電廠產生高壓電使用階梯變壓器提高電壓轉至變電站變電站通過高壓線從電廠接收電壓電壓按需求調整並分發客戶
醫院、州教管所和數據中心等行業需要不間斷電源許多人多樓需要恒定電源,有些樓因電壓、振蕩和/或頻率需求而需要隔離電源
這些裝置耗用大量電源進行日常正常作業從高壓線接收電源 分站專用於綜合體電壓調適使用逐步或逐步變換器所有電源均通過交換控製板分布到所有樓
每一樓代表電載可能多加一樓專用負載樓內二級加載點實例是頻轉換器一正電壓峰值和一負電壓峰值等於一周期常用供應量為50赫茲或60赫茲部分設備需要400赫茲電源操作頻轉換器變換50赫茲或60赫茲至400赫茲多例二級加載點微格設計中 全部從單點控製
備份和峰值需求生成電源
備份生成器向電網提供電源生成器由引擎交換器組成(生成端)。天然氣引擎和柴油引擎是行業標準內核電引擎可無限期運行,隻要公共氣供應不中斷備用電源安全時不可用
帶柴油引擎的發電機可操作時所有基礎設施失效,包括天然氣供應主油罐低時必須監控和補充自動化係統可通知運算符儲量預點消除因缺油而關閉
室內生成程序
引擎冷卻係統 和生成端都搭建 滑動編譯出鋼束滑板搭建樓層橡膠樹用在關鍵位置減少操作期間的振動
式樣生成器沒有油箱,需要外部燃料供應大主油箱可提供日間油箱必須有樓排氣和冷卻空氣供應或熱交換器等後市場冷卻係統安裝
室外生成程序
戶外使用生成器安裝在防天氣或防天氣屏蔽內多封口減音以減少操作噪聲生成器滑動雙牆油箱這些生成器沒有外部燃料、排氣或冷卻係統需求輸出電源連接生成器 並準備負載
兩種型式生成器都可用高級電子控件並並行操作可安排拆分備份總線提供大量不同電壓查看新舊發電機
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綠色電源生成
環境保護局(EPA)定義綠電指太陽能、風電、地熱電、沼氣電、生物量水力發電模型包括風能和太陽能可能在下文探討用途
太陽能
太陽能板由光電電池組成細胞轉換陽光為直接流電生成電存儲在電池庫中電池庫完全充電後,電流可用倒轉器回轉並售出
反轉器為UPS係統核心電源丟失時電源向電路提供電源,電路有關鍵電源需求逆序轉換器修改DC代用電流提供電路,同時備份生成器準備接受加載
風力
風常旋轉輪機渦輪機產生AC電方式大同柴油電和蒸汽電機運算法風輪機也可以連通電網UPS電池備份網
連接電網的渦輪必須匹配相位和頻率為了匹配電網相位和頻度,渦輪電量通過AC轉換器轉成AC轉換器AC轉換為DC並用反轉器校正回AC並轉入網格風輪機AC流路由轉換器幫助電池庫充電
太陽能和風能是抵消電耗成本的極好方法,但它們尚未開發到足以接受備用電稅都依賴局部天氣條件和可用電池庫雲天無風電池庫可快速耗盡而不加電
備用電池銀行
綠色電源解決方案常使用備用電池庫銀行隻提供即時電源設計時提供電源設施失效時,同時發電機啟動負載
備用電池係統可用三種不同式電池庫構建如下:
- 鉛酸電池-含鉛酸電池最廉價解法小型應用的網外解答
- ion-Lithium-Ion-Lighter更多緊湊並持續比鉛酸電池長高價
- 鹽水-新來者依賴鹽水電子解電池大都未經測試但易於回收
風電電池庫由轉換器充電太陽能電池不需要轉換器,因為太陽能電池板生成DC工具功耗近一毫秒 損失時間生成者正響應
設施綜合體如醫院、數據中心和市對斷電零容忍依賴電池庫提供電源這是一項巨大的短期解決方案,但電池庫有其局限性
有能力接受電荷電池初始購買費用昂貴鉛酸電池電解法是電池電池中的液電解層和具體重力必須頻繁檢查即使是小心維護,這些電池的使用壽命可能隻有5至15年
可再生能源存儲係統成本
風力農場、太陽能農場和水力發電等可再生能源有大型初始購價標簽經驗豐富的技工和施工人員需要安裝所購設備安裝、測試和調試設備後必須維護往往需要全時維護力量來保持設備按規格運行
能源存儲快速推進並將成為微電網未來關鍵角色。它可能是一個高度複雜主題並需要工程師和規劃,成本隨地圖變化視您的需要而定。微電網知識最近有一篇優秀文章
自2019年會議以來 能源存儲方麵的最新開發詳解通向GW能源存儲目標路徑和公司最新消息 和FERC政策正在推送
控製站
控製站為運算符提供控製監測能力每一係統可劃分成子係統內有單片設備
- 分布控製板-接收所有源輸入電壓並分配電源至所需電路
- 備份生成器-控製站軟件顯示器並有能力改變生成器運行配置向臨界電路提供電源
- GreenPower-UPS電池庫受監控太陽能輸入電池庫和電網受監控風輪電流監控切換冗餘風輪機或電池庫的能力
基本說來,控製站提供軟件解決方案維護、監控和控製所有與微格配置相聯硬件可多片軟件支持網格操作
冗餘性是設計這些係統的關鍵原理冗餘狀態備件件處理初級設備故障生成機、風輪機和電池庫都是係統冗餘主輔助設備例子
某些冗餘設備自動承擔分派主設備職責並通知運算符問題控製站運算符通知維護問題以便糾正冗餘設備滿足與主設備相同的需求主機和冗餘機往往由運算符交換定時測試
微格裏特概念可大或小設計安裝古老概念待在這裏發電技術增長 微電網使用
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