マイクロネットワークとも呼ばれるマイクログリッドは、分散型電源、エネルギー貯蔵デバイス、エネルギー変換デバイス、負荷、監視および保護デバイスなどで構成される小規模配電システムです。これらは負荷に電力を供給し、主に電源の信頼性に対処します。
マイクログリッドとは何ですか?
マイクログリッドは、自己制御、保護、管理が可能な自律システムです。これは完全な電力システムとして機能し、独自の制御と管理に依存して電力バランス制御、システム動作の最適化、障害検出と保護、電力品質管理を実現します。
目的とメリット
マイクログリッドの概念は、分散型電源の柔軟かつ効率的な適用を実現し、膨大な数の多様な分散型電源をグリッドに統合するという課題に対処することを目的としています。マイクログリッドの開発と拡張により、分散型エネルギー源と再生可能エネルギー源の大規模な統合を完全に推進し、さまざまな形式の負荷への信頼できる供給を確保できます。これは、従来の電力網をスマート グリッドに移行する効果的な方法として機能します。
マイクログリッドの主要コンポーネント
マイクログリッドは通常、パワー エレクトロニクス インターフェイスを備えた小容量の分散型電源で構成されます。これらには、マイクロ ガス タービン、燃料電池、太陽電池、小型風力タービン、スーパーキャパシタ、フライホイール、バッテリーなどのエネルギー貯蔵装置が含まれます。これらのコンポーネントはユーザー側で接続され、低コスト、低電圧、最小限の汚染が特徴です。
システムセットアップ例
- **エネルギー貯蔵コンバータ**:50kW グリッド接続/オフグリッド双方向エネルギー貯蔵コンバーターは、0.4KV AC バスに接続され、双方向エネルギーフローを可能にします。
- **リン酸鉄リチウム電池**:110KWh
- **EMS および BMS**:エネルギー貯蔵システムの充電と放電を制御し、上位レベルのディスパッチ命令に基づいてバッテリーの SOC 情報を監視するシステム。
システムの特徴
1. **ピークシェービングとバックアップ電力**:このシステムは主にピークカットとバックアップ電源として使用され、電力容量の増加を回避し、電力品質を向上させます。
2. **包括的な機能**:このエネルギー貯蔵システムは、完全な通信、監視、管理、制御、早期警告、保護機能を備えており、長期にわたる安全な動作を保証します。
3. **高度な通信と監視**:BMS システムは EMS システムと通信し、RS485 バス経由で PCS と直接通信し、包括的なバッテリーの監視と保護を実現します。
運営戦略
- **グリッドインタラクション**:エネルギー貯蔵システムは系統接続モードで動作し、PQ モードまたはドループ モードを通じて有効電力と無効電力を調整して充電と放電のニーズを満たすことができます。
- **ピーク管理**:電気料金のピーク時または高負荷期間中に、エネルギー貯蔵システムは負荷に放電し、ピークのカットとエネルギーの補充を実現します。
- **シームレスな移行**:エネルギー貯蔵コンバータは、系統の異常を検出すると、系統接続モードからアイランド (オフグリッド) モードに切り替えることができます。
- **独立した操作**:オフグリッド モードでは、エネルギー貯蔵コンバータが主電圧源として機能し、安定した電圧と周波数をローカル負荷に提供します。
エネルギー貯蔵コンバーター (PCS)
- **高度な並列テクノロジー**:複数のマシンの無制限の並列操作をサポートします。
- **マルチソース統合**:ディーゼル発電機と直接ネットワーク接続可能。
- **高い電力共有精度**:電圧源並列モードで最大 99% の電力共有度を達成します。
- **シームレスなモード切り替え**:グリッド接続モードとオフグリッド モード間のオンラインのシームレスな切り替えをサポートします。
- **高効率**:最適化されたハードウェアおよびソフトウェア設計により、最大 98.7% の変換効率を実現します。
- **長寿命**:20年の耐用年数を想定して設計されています。
通信方法
1. **イーサネット通信**:エネルギー貯蔵コンバータの RJ45 ポートと監視用の上部コンピュータの RJ45 ポートの間の直接接続。
2. **RS485 通信**:標準イーサネット MODBUS TCP 通信に基づくオプションの RS485 通信方式。
3. **BMS 通信**:エネルギー貯蔵コンバータは、状態の監視と保護のためにバッテリ管理ユニット BMS と通信します。
BMSシステム
バッテリー管理システム (BMS) は、バッテリーの電圧、電流、絶縁状態、SOC などを監視します。バッテリー動作の安全性と信頼性を確保し、潜在的な障害に対する警告と緊急保護を提供します。
EMSシステム
エネルギー管理システム (EMS) は、監視、データ分析、リアルタイム スケジューリングに重点を置いた、エネルギー貯蔵システムのトップレベルの管理システムです。信頼性の高い電源供給を確保し、システムの経済性を高めます。
主な機能:
- **デバイス監視**:システム機器のリアルタイムデータ監視と制御。
- **エネルギー管理**:エネルギー貯蔵と負荷調整のための最適化制御戦略。
- **イベントアラート**:調整可能なしきい値と対応策を備えたマルチレベルのアラート システム。
- **レポート管理**:包括的なデータ統計、分析、レポート機能。
- **安全管理**:安全な運用を確保するためのシステム操作権限の設定。
安全性と監視
- **包括的なモニタリング**:主要な機器と操作スペースをカバーするマルチチャンネルビデオセキュリティ監視により、ビデオデータの長期保存をサポートします。
- **消防および空調システム**:効率的かつ安全な火災管理のためにヘプタフルオロプロパンなどの高度な消火システムを利用し、機器とバッテリーコンパートメントの個別の冷却および防火対策を講じます。
要約すると、マイクログリッドは、特に分散型エネルギー源と再生可能エネルギー源の統合により、柔軟で効率的かつ信頼性の高いエネルギー供給ソリューションの実現において大きな進歩をもたらします。マイクログリッドは、高度なテクノロジーと包括的な管理システムを活用することで、スマート グリッドの将来への道を切り開きます。
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投稿日時: 2024 年 7 月 31 日
