Индустри Невс
Беспрекорна транзиција микромреже повезана на мрежу/острво заснована на складиштењу енергије
У развоју обновљиве енергије, микромреже су се појавиле као софистицирано решење за интеграцију различитих дистрибуираних енергетских ресурса. Они могу да раде у комбинацији са главном мрежом и независно, нудећи повећану поузданост и сигурност. Способност микромреже да се неприметно пребацује између мрежног повезивања и острвског режима, посебно уз помоћ система за складиштење енергије, кључна је за одржавање стабилности система и обезбеђивање поузданог напајања за критична оптерећења.
Разумевање микромрежа
Микромреже су напредне структуре које организују више дистрибуираних извора енергије, система за складиштење и оптерећења. Могу да функционишу аутономно или паралелно са главном мрежом. Ова флексибилност обезбеђује већу поузданост и сигурност снабдевања електричном енергијом, посебно како се повећава удео обновљивих извора енергије попут ветра и сунца. Ови извори, иако су еколошки прихватљиви, инхерентно су испрекидани и непредвидиви, што представља изазов за стабилност и поузданост мреже.
Улога складиштења енергије
Складиштење енергије је кључно у микромрежама, које обављају неколико функција:
- Стабилизација напона и фреквенције:У острвском режиму, складиште енергије одржава стабилност напона и фреквенције система.
- Беспрекоран прелаз:Омогућава глатке прелазе између мрежно-повезаног и острвског режима, минимизирајући поремећаје.
- Управљање напајањем:Брзим прилагођавањем активне и реактивне снаге, складиштење енергије помаже у ублажавању варијабилности обновљивих извора.
Стратегија управљања са три петље
Ефикасност складиштења енергије у микромрежама зависи од робусне стратегије контроле. Стратегија контроле са три петље обухвата:
- Петља тока снаге:Управља целокупном разменом енергије између микромреже и главне мреже или локалних оптерећења.
- Петља напона филтерског кондензатора:Обезбеђује стабилне нивое напона у систему.
- Струјна петља филтера индуктора:Регулише струју ради одржавања стабилности и перформанси система.
Ова стратегија омогућава систему за складиштење енергије да брзо прелази између контролног напона у острвском режиму и управљања протоком енергије у режиму повезивања на мрежу.
Архитектура система
Типична структура микромреже укључује различите компоненте као што су фотонапонске (ПВ) ћелије, асинхроне турбине на ветар (АВТ) и системи за складиштење енергије (Слика 1). Ови елементи су међусобно повезани преко чврстог прекидача (ССТ) који повезује микромрежу са дистрибутивном мрежом.
Слика 1:Структура микромреже заснована на повременом стварању и складиштењу енергије.
Јединица за складиштење енергије се састоји од пакета батерија и претварача извора напона (ВСЦ), који управља протоком енергије и одржава стабилност напона (Слика 2).
Слика 2:Струјни круг складишта енергије ВСЦ.
Оперативни режими
Микромреже раде на различите начине:
- Острвски режим:Микромрежа функционише независно, а складиште енергије одржава напон и фреквенцију користећи В/ф методе управљања.
- Режим повезан са мрежом:Микромрежа се синхронизује са главном мрежом, користећи П/К контролу за управљање токовима активне и реактивне снаге.
- Беспрекоран прелаз:Пребацивање између острвског и мрежног режима је олакшано брзим подешавањем контроле система за складиштење енергије.
Симулација и експериментални резултати
Да би се потврдиле предложене стратегије контроле, спроведене су симулације и експерименти. Модел микромреже који укључује складиштење енергије, ПВ и АВТ је коришћен за тестирање различитих оперативних сценарија.
Случај 1: Операција на острву
У острвском режиму, систем за складиштење енергије је успешно одржавао стабилност напона и фреквенције током различитих промена оптерећења и производње (Слика 5).
Слика 5:Острвени режим рада микромрежа.
Случај 2: Прелазак на режим повезан са мрежом
Током преласка са острвског на режим повезан са мрежом, систем за складиштење енергије се брзо синхронизовао са главном мрежом, обезбеђујући неометано пребацивање са минималним одступањима напона и фреквенције (Слике 6 и 7).
Слика 6:Прелазак микромрежа у режим повезан са мрежом.
Слика 7:Излазна снага складиштења енергије у режиму повезивања на мрежу.
Случај 3: Прелазак на острвски режим
Приликом преласка назад на острвски режим, систем за складиштење енергије је прилагодио своју стратегију управљања, одржавајући стабилан напон и фреквенцију током целог процеса (Слика 8).
Слика 8:Прелазак микромреже на острвски режим.
Експериментална верификација
Експериментална платформа која реплицира подешавање микромреже је коришћена за даљу проверу стратегија контроле. Резултати су одражавали резултате симулације, показујући ефикасност система за складиштење енергије у управљању беспрекорним прелазима и одржавању стабилности система.
Закључак
Системи за складиштење енергије играју кључну улогу у поузданом раду микромрежа, посебно у обезбеђивању беспрекорних прелаза између мрежно-повезаног и острвског режима. Стратегија управљања са три петље ефикасно управља протоком снаге, напоном и фреквенцијом, подржавајући стабилност и поузданост микромрежа. Ови налази представљају драгоцену референцу за развој и ефикасно коришћење система дистрибуиране производње из обновљивих извора.
ФАКс
1. Шта је микромрежа?Микромрежа је локализовани енергетски систем који може да ради независно или у спрези са главном мрежом, интегришући различите дистрибуиране енергетске ресурсе и системе за складиштење.
2. Зашто је бешавна транзиција важна у микромрежама?Беспрекорна транзиција обезбеђује минималне поремећаје у напајању када се микромрежа пребацује између мрежног повезивања и острвског режима, одржавајући стабилност и поузданост.
3. Како складиштење енергије помаже у операцијама микромрежа?Складиштење енергије стабилизује напон и фреквенцију, управља протоком енергије и олакшава глатке прелазе између режима рада, повећавајући укупну поузданост микромреже.
За више информација о микромрежама и системима за складиштење енергије, посетитеОК-ЕПС.
Наведене референце:
[1] Кс. Танг, В. Денг и З. Ки, „Истраживање бешавне транзиције микромреже повезане на мрежу/острво засновано на складиштењу енергије,“Трансакције Кинеског електротехничког друштва, вол. 26, бр. Суп. 1, стр. 1-10, 2011.