什么是微电网?优点、类型和应用

科技   2024-11-01 07:30   河南  

今天分享的电子书是《面向园区(居民区)级微网的“源-网-荷-储”一体化运营模式介绍.pdf》,欢迎大家学习。

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如今,随着可再生能源的普及以及全球减少二氧化碳排放的需要,微电网变得越来越受欢迎。这是为什么呢?我们将尝试揭开微电网的所有秘密。
微电网的定义
微电网是一个通用术语,可以对应很多系统,但这是我们的定义:
微电网是一种局部的、独立的能源系统,可以独立于主电网运行(我们称之为离网模式),也可以作为主电网的可控实体(并网模式)运行。它由分布式能源(DER)组成,如太阳能光伏电站、风力涡轮机、电池和传统发电机等存储系统,所有这些都由先进的软件工具和通信技术集成和控制。微电网可以为小型能源社区、建筑群甚至单个家庭提供服务,并且可以以孤岛模式或与主电网并联运行。它们通常旨在改善、增加弹性和减少碳排放。


什么是微电网控制器?
微电网控制器被定义为能够监控和管理连接到微电网的能源和负载的设备,将相关资产转变为可控实体。它将保持当地电网的稳定性,同时通过最低成本的资产调度来降低运营成本。它应该有一个实时电源管理系统来适应所有情况,并且可以从能源管理系统接收预测方法。此外,微电网系统应该能够在紧急情况下进行分析并快速做出决策,有助于平衡能源生产与负载消耗,甚至在停电时也能提供电力。
如何管理微电网系统?
在微电网的背景下,本地电网的运行不能依赖于外部输电网络,因此需要实时控制系统。PMS(电力管理系统)能够计算和应用资产的最佳电力调度,以确保电网稳定性,还可以管理黑启动(在系统停电的情况下为全球系统重新供电)并提供电网服务作为频率和电压支持。PMS 可以使用天气等输入预测来考虑即将到来的运营时间。为了更有效地优化,本地控制器从能源管理系统 (EMS) 接收运营规划,该系统能够收集多个预测并模拟接下来几天的未来资产行为。
微电网也可以指与主电网连接的永久或间歇性局部电网。当微电网连接时,控制主要包括尊重连接点和变压器的约束和特性,同时最大化财务收入,而且在频率或电压偏差的情况下通过辅助服务支持主电网。

微电网如何工作以及有什么好处?
谁说电网,谁就说电力。连接到主电网可确保大多数国家的稳定连接。然而,有些地方无法实现互联,要么是由于缺乏基础设施,要么是岛屿等偏远地区远离主电网。在这种情况下,孤立的微电网是一种解决方案。它可以在连接到电网时运行,但也可以断开并使用自己的本地能源,特别是在紧急情况下(风暴、维护、资产故障……)。例如,能源社区往往是独立的,使用当地生产的能源,越来越普遍地在屋顶安装太阳能电池板和电池储能系统,以提高自消耗和自生产比例。
建设微电网的理由:
电力可靠性:微电网可以在经常停电或电网基础设施不可靠的地区提供可靠的电力来源。凭借自身的发电能力和储能,微电网可以确保关键负载始终供电。
节省能源成本:微电网可以通过结合使用可再生能源(例如太阳能或风能、燃料电池和储能系统)来帮助您优化能源成本。通过减少对传统化石燃料来源的依赖,微电网可以帮助降低能源成本并提高您的利润。
环境可持续性:微电网可以通过现场生成和存储可再生能源来减少碳足迹。这可以帮助您实现可持续发展目标并减少对环境的影响。
能源独立:微电网可以让您自己发电和储存电力,从而提供能源独立。这在获得电网电力可能有限或不存在的偏远或离网位置特别有用。
弹性:微电网可以在面对自然灾害、极端天气事件或其他电网中断时提供弹性。通过拥有自己的发电和存储能力,即使较大的电网出现故障,微电网也可以继续为关键负载提供电力。
偏远地区电气化:目前全球10%的人口用不上电,因此,偏远地区的微电网系统可以提供解决方案。

并网微电网和离网微电网(孤岛)有什么区别?
离网微电网(孤岛模式)通常用于偏远地区或连接到主电网技术上不可行或成本高昂的情况。作为为社区(尤其是偏远地区)提供电力弹性和独立性的一种方式,它们也变得越来越受欢迎。
与设计为孤岛模式运行的离网微电网不同,并网微电网与电网集成在一起,可用于补充或替代电网的电力。在某些情况下,它们还可以用于产生多余的电力,可以将其卖回电网,为微电网所有者提供收入来源。
并网微电网的挑战之一是确保它们与现有电网基础设施正确集成。这需要仔细规划项目并与当地公用事业公司协调,以确保微电网不会对更大的电网系统造成干扰。
我们莫尔比昂客户的案例就是微电网与电网连接的完美示例——该项目的目标是什么?监控、优化电网以实现最大的灵活性并实现该地区的脱碳。
简单来说什么是微电网?
简而言之,微电网是一个小型自给自足的系统,能够在需要时自主运行,目的是为当地提供能源。微电网越来越多地旨在通过分布式资源和太阳能、风电场、氢能、燃料电池和蓄电池等各种资产提供绿色能源。
我的家庭能源网络系统相当于微电网吗?
您的内部电力解决方案可以被视为一种微电网,但在规模、发电来源、管理和恢复能力方面并不等同于社区微电网。家庭电力系统是一种规模较小、单一建筑的能源解决方案,而社区微电网是一种规模较大、多建筑的能源解决方案。
虽然家庭和社区微电网都是更广泛的微电网网络的一部分,但它们在规模、覆盖范围和复杂性方面的差异使它们截然不同。您的内部电源解决方案专为单个建筑物或小型建筑物群而设计,使用有限的能源,并且主要服务于安装该解决方案的建筑物。另一方面,社区微电网服务的区域更大,建筑物多,集成的发电来源多样,管理和协调要求更加复杂。
总之,虽然您的内部能源网络项目可以被视为一种微电网,但由于规模、发电来源、网络拓扑、管理和弹性方面的差异,它并不等同于社区微电网。

微电网的例子是什么?
在偏远地区以岛屿模式运行的微电网项目的例子之一是我们的新喀里多尼亚客户,负责新喀里多尼亚几个岛屿的供电。能源池提供能源管理系统来管理岛屿并实现岛屿脱碳。在这里阅读故事!
浅谈Energy Pool的微电网技术
我们的解决方案包括嵌入能源管理系统 (EMS) 中的电源管理系统 (PMS),可对客户资产进行本地监控,并将云中的设定点与本地数据相结合,以优化资产级性能并做出实时调度决策。PMS 还将运营信息和其他关键信息传送回 EMS 云。其主要功能是协调资产行为,严格遵循 EMS 提供的基于预测的优化运营计划,同时进行必要的调整以适应实时偏差。此外,PMS 还可以管理本地系统或网络的电压/频率稳定性,特别是在微电网或独立电力系统中。
对于并网微电网,我们的 EMS 可以提供辅助服务,这些服务是能源输送之外的附加服务,有助于维持电网的可靠性和稳定性。这些服务包括频率调节、电压控制和无功功率支持。通过参与这些服务,我们的 EMS 可以为微电网社区创造额外收入,同时帮助稳定电网。因此,它将有助于降低能源费用——系统将决定(感谢我们专家开发的智能模型)使用更便宜的能源的最佳策略。
预测性 EMS 和实时 PMS 优化之间的联系是一个连续的循环,因此,它提供持续的控制,以最大限度地减少运营成本和二氧化碳排放。


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