Le microreti, note anche come microreti, sono sistemi di distribuzione dell'energia su piccola scala composti da fonti di energia distribuite, dispositivi di accumulo dell'energia, dispositivi di conversione dell'energia, carichi, dispositivi di monitoraggio e protezione e altro ancora. Forniscono energia ai carichi e riguardano principalmente l'affidabilità dell'alimentazione elettrica.
Cos’è una Micro-Grid?
Una Micro-Grid è un sistema autonomo capace di autocontrollo, protezione e gestione.Funziona come un sistema di alimentazione completo, facendo affidamento sul proprio controllo e sulla propria gestione per ottenere il controllo del bilancio energetico, l'ottimizzazione del funzionamento del sistema, il rilevamento e la protezione dei guasti e la gestione della qualità dell'energia.
Scopo e vantaggi
Il concetto di Micro-Grid mira a raggiungere un’applicazione flessibile ed efficiente delle fonti di energia distribuita, affrontando le sfide legate all’integrazione di un vasto numero di diverse fonti di energia distribuita nella rete. Lo sviluppo e l’estensione delle Micro-Grid può promuovere pienamente l’integrazione su larga scala delle fonti energetiche distribuite e rinnovabili, garantendo una fornitura affidabile a varie forme di carichi. Questo costituisce un modo efficace per passare dalle reti elettriche tradizionali alle reti intelligenti.
Componenti chiave di una micro-rete
Le microreti sono tipicamente costituite da fonti di energia distribuita di piccola capacità con interfacce elettroniche di potenza. Questi includono microturbine a gas, celle a combustibile, celle fotovoltaiche, piccole turbine eoliche e dispositivi di accumulo di energia come supercondensatori, volani e batterie. Questi componenti sono collegati dal lato utente, caratterizzati da basso costo, bassa tensione e inquinamento minimo.
Esempio di configurazione del sistema
- **Convertitore di accumulo di energia**:Un convertitore di accumulo di energia bidirezionale connesso alla rete/off-grid da 50 kW, collegato al bus CA da 0,4 KV, che consente il flusso di energia bidirezionale.
- **Batteria al litio ferro fosfato**:110KWh
- **EMS e BMS**:Sistemi che controllano la carica e la scarica del sistema di accumulo dell'energia e monitorano le informazioni SOC della batteria in base a istruzioni di invio di livello superiore.
Caratteristiche del sistema
1. **Peak Shaving e potenza di backup**:Il sistema viene utilizzato principalmente per il peak shaving e come fonte di alimentazione di backup, evitando aumenti della capacità di alimentazione e migliorando la qualità dell'energia.
2. **Funzionalità completa**:Il sistema di accumulo dell'energia vanta funzioni complete di comunicazione, monitoraggio, gestione, controllo, allarme rapido e protezione, garantendo un funzionamento sicuro a lungo termine.
3. **Comunicazione e monitoraggio avanzati**:Il sistema BMS comunica con il sistema EMS e direttamente con il PCS tramite bus RS485, ottenendo un monitoraggio e una protezione completi della batteria.
Strategia operativa
- **Interazione con la griglia**:Il sistema di accumulo dell’energia può funzionare in modalità connessa alla rete, regolando la potenza attiva e reattiva attraverso la modalità PQ o la modalità droop per soddisfare le esigenze di carica e scarica.
- **Gestione dei picchi**:Durante i picchi dei prezzi dell'elettricità o nei periodi di carico elevato, il sistema di accumulo dell'energia si scarica sul carico, ottenendo una riduzione dei picchi e un'integrazione energetica.
- **Transizione perfetta**:Il convertitore di accumulo di energia può passare dalla modalità connessa alla rete alla modalità ad isola (off-grid) quando rileva un'anomalia della rete.
- **Operazione Indipendente**:In modalità off-grid, il convertitore di accumulo dell'energia funge da fonte di tensione primaria, fornendo tensione e frequenza stabili ai carichi locali.
Convertitore di accumulo di energia (PCS)
- **Tecnologia parallela avanzata**:Supporta il funzionamento parallelo illimitato di più macchine.
- **Integrazione multi-sorgente**:Può collegarsi direttamente in rete con generatori diesel.
- **Elevata precisione di condivisione della potenza**:Raggiunge un grado di condivisione della potenza fino al 99% in modalità parallela con sorgente di tensione.
- **Cambio modalità continua**:Supporta il passaggio online senza interruzioni dalla modalità connessa alla rete a quella off-grid.
- **Alta efficienza**:Design hardware e software ottimizzato, con un'efficienza di conversione fino al 98,7%.
- **Lunga durata**:Progettato per una durata di 20 anni.
Metodi di comunicazione
1. **Comunicazione Ethernet**:Collegamento diretto tra la porta RJ45 del convertitore di accumulo dell'energia e la porta RJ45 del computer superiore per il monitoraggio.
2. **Comunicazione RS485**:Schema di comunicazione RS485 opzionale basato sulla comunicazione Ethernet MODBUS TCP standard.
3. **Comunicazione BMS**:Il convertitore di accumulo dell'energia comunica con l'unità di gestione della batteria BMS per il monitoraggio e la protezione dello stato.
Sistema BMS
Il sistema di gestione della batteria (BMS) monitora la tensione della batteria, la corrente, lo stato di isolamento, il SOC e altro ancora. Garantisce la sicurezza e l'affidabilità del funzionamento della batteria, fornendo avvisi e protezione di emergenza per potenziali guasti.
Sistema EMS
L’Energy Management System (EMS) è il sistema di gestione di massimo livello per il sistema di accumulo dell’energia, focalizzato sul monitoraggio, sull’analisi dei dati e sulla programmazione in tempo reale. Garantisce un'alimentazione elettrica affidabile e migliora l'economia del sistema.
Funzioni chiave:
- **Monitoraggio del dispositivo**:Monitoraggio e controllo dei dati in tempo reale delle apparecchiature di sistema.
- **Gestione energetica**:Strategia di controllo di ottimizzazione per l'accumulo di energia e il coordinamento del carico.
- **Avvisi eventi**:Sistema di allarme multilivello con soglie e misure di risposta regolabili.
- **Gestione dei rapporti**:Funzionalità complete di statistiche, analisi e reporting dei dati.
- **Gestione della Sicurezza**:Configurazione dell'autorità operativa del sistema per garantire un funzionamento sicuro.
Sicurezza e monitoraggio
- **Monitoraggio completo**:Monitoraggio della sicurezza video multicanale che copre apparecchiature chiave e spazi operativi, supportando l'archiviazione di dati video a lungo termine.
- **Sistemi antincendio e HVAC**:Misure separate di raffreddamento e protezione antincendio per apparecchiature e vani batteria, utilizzando sistemi avanzati di soppressione degli incendi come l'eptafluoropropano per una gestione antincendio efficiente e sicura.
In sintesi, le Micro-Grid rappresentano un progresso significativo nel raggiungimento di soluzioni di approvvigionamento energetico flessibili, efficienti e affidabili, in particolare con l’integrazione di fonti energetiche distribuite e rinnovabili. Sfruttando tecnologie avanzate e sistemi di gestione completi, le Micro-Grid aprono la strada al futuro delle reti intelligenti.
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Orario di pubblicazione: 31 luglio 2024
