Что такое микросеть и как она работает?

A микросеть Микросеть — это локализованная энергосеть, которая поставляет электроэнергию конкретному объекту, населенному пункту или группе потребителей. В отличие от традиционной энергосистемы, которая полностью зависит от основной сети, микросеть сочетает в себе местную генерацию электроэнергии, хранение энергии и интеллектуальное управление для управления электроэнергией ближе к месту ее потребления.

Микросеть может функционировать в режим подключения к сети или автономный режим, Это делает его полезным для повышения устойчивости энергоснабжения, интеграции возобновляемых источников энергии и обеспечения электроэнергией критически важных или удаленных потребителей.

Основные компоненты микросети

Микросеть, как правило, объединяет несколько технологий для генерации, хранения, преобразования и управления электроэнергией.

• Распределенная генерация: В микросети электроэнергию обеспечивает местная генерация. В зависимости от условий на площадке и потребностей в энергии, источниками могут быть солнечные фотоэлектрические системы, небольшие ветротурбины, когенерационные установки (ТЭЦ), топливные элементы и резервные генераторы. Для повышения доступности энергии можно также комбинировать несколько источников генерации.
• Накопление энергии: Системы хранения энергии на основе аккумуляторов накапливают избыточную электроэнергию и высвобождают ее, когда выработка электроэнергии ниже спроса. Хранение энергии помогает сглаживать колебания выработки возобновляемой энергии, перераспределять потребление энергии и обеспечивать резервное электропитание во время перебоев в электросети.
• Преобразование энергии: Инверторы и преобразователи управляют электроснабжением между источниками генерации, батареями, электросетью и электрическими нагрузками. Они обеспечивают такие функции, как преобразование постоянного тока в переменный и переменного тока в постоянный, и позволяют различным источникам энергии работать вместе.
• Система управления энергопотреблением (СУЗ): Система управления энергоснабжением (EMS) выступает в качестве центра управления микросетью. Она отслеживает выработку электроэнергии, потребление электроэнергии, состояние батарей и состояние сети, а затем координирует доступные ресурсы в соответствии с условиями в реальном времени и приоритетами работы.

Два режима работы микросети

Ключевой особенностью микросети является ее способность работать как совместно с основной сетью, так и независимо от нее.

Режим подключения к сети

• Подключение к электросети: Микросеть работает параллельно с централизованной энергосетью, управляя при этом локальной генерацией, хранением энергии и потреблением электроэнергии.
• Энергетический обмен: Когда местная выработка электроэнергии превышает спрос, излишки могут экспортироваться в сеть, если это разрешено. Когда местной выработки электроэнергии недостаточно, электроэнергия может импортироваться из централизованной сети.
• Управление энергопотреблением: Система управления энергоснабжением координирует выработку, хранение и потребление энергии для повышения эффективности использования возобновляемых источников энергии, управления пиковыми нагрузками и контроля затрат на энергию в соответствии с требованиями проекта.

Автономный режим

• Отключение от сети: Во время отключения электроэнергии или в местах без доступа к сети микросеть может отключиться от основной сети и продолжить работу автономно.
• Местные поставки: Локальная генерация, системы хранения энергии и резервная генерация работают совместно для обеспечения электроэнергией подключенных потребителей.
• Приоритет загрузки: В случае ограниченности доступной мощности система может отдавать приоритет критически важным нагрузкам и снижать или отключать некритичные нагрузки. Это помогает поддерживать работу основных служб во время чрезвычайных ситуаций или длительных перебоев в электроснабжении.

Как работает микросеть?

Производство и спрос на электроэнергию могут постоянно колебаться, особенно при использовании возобновляемых источников энергии. Система управления энергоснабжением координирует местное производство электроэнергии, хранение энергии и потребление, регулируя распределение электроэнергии на основе данных о спросе и предложении в режиме реального времени.

• Мониторинг в реальном времени: Система управления энергоснабжением (EMS) непрерывно отслеживает выработку электроэнергии, потребление электроэнергии, уровень заряда батареи и состояние электросети.
• Генерация > Спрос: Когда местная выработка электроэнергии превышает спрос, излишки могут храниться в аккумуляторе или экспортироваться в электросеть в системах, подключенных к сети.
• Поколение < Спрос: При недостаточной выработке электроэнергии батарея может разряжаться, чтобы восполнить дефицит. Это снижает зависимость от внешнего источника питания и помогает поддерживать стабильность электроснабжения.
• Недостаточно места для хранения: Если местная генерация и накопленная энергия не могут удовлетворить спрос, подключенная к сети микросеть может получать дополнительную электроэнергию из общей энергосети. Автономная микросеть может использовать резервную генерацию или сократить некритические нагрузки.
• Защита критической нагрузки: Во время отключения электроэнергии доступная энергия может быть в приоритетном порядке направлена на обеспечение работы жизненно важного оборудования и служб. Это позволяет использовать ограниченные мощности генерации и хранения энергии для поддержки наиболее важных нагрузок.

Типы и типичные области применения микросетей

Режимы работы и конфигурации микросетей описывают различные аспекты системы. Режимы работы определяют, как микросеть взаимодействует с энергосетью, а конфигурация описывает, как организованы ресурсы генерации, хранения и резервного электроснабжения для конкретного проекта.

Микросети можно классифицировать по способу подключения к централизованной электросети и конфигурации местных источников энергии.

• Микросети, подключенные к сети: Они работают параллельно с централизованной энергосетью и широко используются на коммерческих и промышленных объектах, в кампусах и других местах, где необходим более строгий контроль над местными энергетическими ресурсами.
• Автономные микросети: Эти системы работают автономно, без постоянного подключения к электросети. Они подходят для отдаленных населенных пунктов, островов, объектов связи и других мест, где расширение традиционной электросети затруднительно или нерентабельно.
• Гибридные микросети: Эти системы объединяют несколько источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, аккумуляторные батареи и резервные генераторы. Конкретная комбинация зависит от местных ресурсов, профиля нагрузки и требований к надежности.

Типичные области применения: Микросети используются в отдаленных населенных пунктах, на базовых станциях связи, коммерческих и промышленных объектах, горнодобывающих предприятиях, в больницах, пунктах оказания экстренной помощи и других местах, где важно надежное местное электроснабжение.

Как выбрать подходящую конфигурацию микросети?

Соответствующая конфигурация микросети определяется в зависимости от фактической потребности проекта в электроэнергии, условий на площадке и имеющихся энергетических ресурсов. Оценка обычно проводится по следующим параметрам:

• Условия на площадке: Определить подходящие местные методы выработки электроэнергии и конфигурации систем с учетом местных солнечных и ветровых ресурсов, доступного пространства, климатических условий и состояния подключения к сети.
• Требования к нагрузке: Рассчитайте необходимую мощность генерации и хранения энергии, исходя из общего энергопотребления, пиковой нагрузки, критически важного оборудования, времени работы и продолжительности резервного питания, и рационально распределите критически важные и некритические нагрузки.
• Подключение к электросети: Определите режим работы микросети в зависимости от того, требуется ли проекту подключение к общественной электросети. Если необходима работа в режиме подключения к сети, следует также учитывать условия доступа к сети и требования к переключению между режимами работы в режиме подключения к сети и автономного режима.
• Резервное питание: Примите решение о необходимости оснащения резервными источниками питания в соответствии с требованиями проекта к надежности электроснабжения. Выберите системы хранения энергии на основе аккумуляторов, дизель-генераторы или другие резервные источники питания, учитывая критические нагрузки, продолжительность резервного питания и риски отключения электроэнергии.
• Энергетический баланс: Для повышения гибкости системы и стабильности электроснабжения следует выбирать один метод выработки электроэнергии или комбинировать несколько источников энергии, таких как фотоэлектрические системы, ветроэнергетика и системы хранения энергии, в соответствии с местными энергетическими ресурсами и спросом на электроэнергию.
• Требования к расширению: Если в проекте ожидается рост потребления электроэнергии или расширение мощности системы, следует выбирать конфигурации с модульной конструкцией, чтобы облегчить последующее добавление генерирующих мощностей или мощностей по хранению энергии.

Выбирайте YG ENERGY для индивидуальных решений в области микросетей.

YG ENERGY Разрабатывает индивидуальные решения для микросетей, учитывающие потребности вашего объекта в электроэнергии. Мы интегрируем фотоэлектрические системы, ветроэнергетику, системы хранения энергии на основе аккумуляторов, системы управления энергопотреблением и другое оборудование в соответствии с условиями площадки, требованиями к нагрузке и целями проекта.

Если у вас есть требования к проекту, свяжитесь с YG ENERGY для дальнейшего обсуждения подходящей конфигурации системы.