微型电网的组成部分

微电网是技术奇迹. 看看微电网下的不同组件.

公用电网和微电网有很多共同之处. 两者都具有相同的功能——为消费者提供电力. 两者都受到相同的约束——确保发电量和电力负载在任何时候都是相等的. 然而,它们的组成部分是不同的. 

微电网的规模比公用电网小得多,因此包括相应缩小的组件. 

以下是微电网的主要组成部分:

微电网内的发电资源

微电网跳动的心脏由一组 发电资源. 微电网中典型的发电资源包括 柴油和/或天然气发电机太阳能电池板和风力涡轮机.

最基本的微电网通常是围绕一个或多个柴油发电机建造的. 当天然气可用时,气体发生器也是可用的选项之一. 老岛微型电网, 例如, 是基于一个小型发电厂组成的几个柴油发动机耦合发电机. 发电机是微电网供电的默认选择,因为它们可以覆盖广泛的负载,也可以用作备用电源. 它们启动迅速,对负载变化反应灵敏,可以使用多种燃料. 

燃料电池技术 是在微电网上提供按需供电的有效选择吗. 燃料电池可以使用天然气、氢气和其他不太常见的燃料. 尽管它们的成本仍然太高,无法广泛使用, 氢燃料电池被视为一种小规模无二氧化碳电力的潜在来源.

海岛微电网的典型组件
点击图片仔细查看微网组件

微电网中的间歇性能源

太阳能电池板的成本已经变得如此之低, 在一些地区, 他们安装在家庭和企业是一个显而易见的. 大学校园, 工业设施和其他配备了微电网的设施可以大量安装太阳能电池板, 从而大大节省了他们的能源开支. 事实上, 许多国家专门建立了一个微电网,以便更好地整合和利用他们的太阳能资源. 

能量储存在微电网中

许多房主有时会选择用电池组作为家庭光伏安装的补充. 同样,许多微电网业主也会合并 电池储能 在他们的系统. 随着锂离子电池的价格处于历史最低点, 增加能源存储资源的好处通常可以抵消额外的成本. 

首先,电池储能系统提供一种被称为“时移”的服务,. 换时电池在白天从超大的太阳系中收集额外的电力, 然后在太阳照射设定后对电池进行放电,以满足通宵负载需求. 类似的, 当太阳能电池阵列的输出不匹配负载要求时,如短时间的峰值需求,电池可以被放电. 这允许所有者最大化地利用间歇资源.

电池系统的另一个好处是它们能够立即响应微电网电力需求的变化. 在需求意外增加的情况下,有一个电池作为备用容量通常比闲置一个额外的发电机24/7更划算. 把能量储存想象成微电网上储存能量的脂肪.

微网格内的负载管理

一些微电网所有者可以选择以管理发电的方式积极管理电力需求. 

默认情况下, 当一个大型电机在微电网的某个地方启动时, 为微电网供电的发电机需要迅速增加,以满足额外的需求. 积极管理需求的微电网还有另一个选择. 它们可以减少微电网其他地方的需求, 例如,可以暂时关掉大楼的空调. 结果是,需求和发电量在不增加发电量的情况下再次平衡.

微电网内的控制和通信

微电网需要一个大脑和一个神经系统来安全有效地运行, 因此需要拥有成熟 微型智能电网"控制系统

广域公用电网为数百万用户提供服务,具有相当大的惯性, 限制了快速发展的潜力, 不受控制的变化. 微型电网, 与此形成鲜明对比的是, 包含更少的负载和资源,并且对负载和生成的变化更敏感. 在没有保证发电量相等的情况下启动几台大型电机,肯定会导致微电网崩溃. 

微电网的控制系统通常包括多个控制器和分布在其区域内的传感器. 监视控制和数据采集(SCADA)系统也需要收集数据和分发指令. 

如果SCADA系统是微电网的神经系统, then the energy management software is the brain; that software can be highly sophisticated. 人工智能(AI)和机器学习功能使现代能源管理软件能够更好地预测微电网用户的负荷和可再生能源资产的发电, 以最具成本效益的方式优化系统运行. 最大限度地利用可再生资源, 降低化石燃料成本,保持设备和微电网的可靠性, 同时调度负载, 所有的事情都由能量管理软件处理吗, 在微电网所有者指定的参数范围内.

开关柜、逆变器等设备

最后, 微电网还包括电缆等其他关键部件, 断路器, 变形金刚和更多. 这些组成部分是微网格的骨骼、肌肉和血管. 它们将生成资源与消费者连接起来, 并允许微电网的控制系统改变微电网的状态.

自动转换开关, 例如, 隔离不同的发电资产以确保, 例如, 与太阳能阵列相关联的交流逆变器并不向柴油发电机供电. 逆变器将由电池或太阳能电池板提供的直流电源转换为交流电源,并与微电网上的其他交流资源充分同步. 

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Aytek Yuksel - Cummins公司

Aytek Yuksel

Aytek Yuksel是ag8九游会登陆的内容营销领导者.该公司专注于电力系统市场. Aytek于2008年加入本公司. 从那时起, 他曾担任多个营销职位,现在为您带来ag8九游会从工业市场到住宅市场的主要市场的知识. Aytek和他的妻子和两个孩子住在明尼苏达州的明尼阿波利斯.

家用发电机安全检查表

家用发电机安全提示-ag8九游会

当你的家庭和家人为长期停电做准备时,遵循这些家用发电机安全提示.

一个多月后,已经动荡的大西洋飓风季节就要来临了, 更不用说即将到来的冬季暴风雪了, 现在是停电准备的时候了

为长期停机做好准备是很重要的, 如果你已经采取措施,通过购买发电机来确保持续的应急电力, 考虑一下安全操作备用家用发电机所需的步骤. 

家用发电机最大的危险是一氧化碳气体. 它被称为“沉默的杀手”,因为它是无色无味的, 这意味着大多数人在吸入时都没有意识到,直到为时已晚. 一氧化碳中毒的症状看起来很像流感, 在严重的情况下, 它会导致永久性的脑损伤甚至死亡. 一氧化碳对正在睡觉或喝醉的人尤其危险.

这里有一些建议,可以让你的家人在下次停电时操作发电机时安全.

手提气体或柴油发电机安全贴士:

  1. 当设置发电机时,始终遵循制造商的说明.
  2. 不要在家里或车库里使用发电机. 它们应该在通风良好的室外使用,并且应该远离任何住宅或住所至少20英尺.
  3. 寻找任何空气可以进入你家附近的地方,并确保这些适当地关闭和密封. 这包括窗户或门,进气口,附近的干燥机通风口或爬行空间.
  4. 可靠的, 批准, 和可操作的电池供电一氧化碳检测器报警器应安装在家庭的每一层的适当位置,由制造商指定. 
  5. 给发电机一个休息时间,让任何集中的废气从这个区域清除出去. 在这段休息时间打开你的窗户和门,让空气排出任何可能收集在你家里的浓度.
  6. 确保你的发电机得到适当的维护,包括定期更换机油. 

永久安装气体或柴油发电机安全贴士:

  1. 发电机只能在室外安装.  使用专业安装程序(链接到http://ag8九游会).技术/tj1e6z)定位发电机远离Windows, 门, 以及其他通向房屋的开口,废气会从房屋或被占用区域消散.
  2. 将发电机外壳的所有部件安装在距离墙壁上任何可能被占用的开口至少60英寸的地方.  墙壁开口的例子包括, 但并不局限于, 可操作的窗户, 门, 干燥机通风口, 加热器的新鲜空气入口, 等.
  3. 寻找任何空气可以进入你家附近的地方,并确保这些适当地关闭和密封. 这包括,但不限于,窗户或门,进气口,附近的干燥机通风口或爬行空间. 你的发电机必须在这样的位置,废气不能积聚在一个被占领的区域.
  4. 确保使用了生成器, 维护, 并按照制造商的建议进行操作. 如果有人担心没有达到安装标准, 找一个合适的聚会, 如安装程序, 去检查它.
  5. 给发电机一个休息时间,让任何集中的废气从这个区域清除出去. 在这段休息时间打开你的窗户和门,让空气排出任何可能收集在你家里的浓度.
  6. 检查排气系统是否有腐蚀, 阻塞, 每次你启动发电机,每8小时连续运行一次就会泄漏.
  7. 确保你的发电机得到适当的维护,包括定期更换机油.
  8. 可靠的, 批准, 和可操作的电池供电一氧化碳检测器报警器应安装在家庭的每一层的适当位置,由制造商指定.

ag8九游会发电机回家 是否非常安静,美学愉悦和遥不可及. 如果您还没有采取步骤购买一个备用发电机,考虑安排一个无痛的 家庭评估与你最近的ag8九游会交易r. 在短短几分钟内,你就能确切地知道最终的内心平静的代价有多小.
 

凯瑟琳·摩根斯特恩-ag8九游会登陆.

凯瑟琳Morgenstern

凯瑟琳·摩根斯特恩,ag8九游会品牌记者, 涵盖了诸如替代推进等主题, 数字化, 制造业创新, 自治, 可持续性, 和工作场所的趋势. 她拥有超过20年的企业传播经验, 最近在工业资本货物部门担任领导职务.

凯瑟琳作为一家生物技术公司的营销撰稿人开始了她的ag8九游会, 在那里,她学会了如何获取复杂和高技术含量的信息,并让每个人都能接触到这些信息. 她认为“讲故事”的概念不仅仅是一个时髦的流行词,她喜欢为她的读者找到方法,让他们与她的主题建立个人联系. Catherine对技术和创新以及它的交集如何对ag8九游会所有人的生活产生影响有着热情.

凯瑟琳最近搬回了她在哈德逊河谷的家乡, 在洛杉矶和芝加哥待了几十年之后. 她毕业于加州大学洛杉矶分校(UCLA),喜欢园艺,与丈夫和三个孩子共度时光.

微电网的类型,并举例说明

类型的微型电网

没有两个微电网是相同的. 看看微电网的类型与现实生活中的案例研究.

微电网与广域电网没有根本的不同. 它们支持更小的负载,服务更少的用户,并且部署在更小的区域. 但是,微电网和广域电网的作用是相同的 发电 生态系统, 分配电, 同样的约束条件, 在任何时候都能完美匹配生成和加载. 

在人们使用微电网这个词之前,微电网就已经存在了. 例如,较小的岛屿有通常称为微电网的电网. 同样的, 在电力的早期, 私人公用事业的个别系统是微电网. 随着时间的推移, 几乎所有的系统都是相互联系的, 导致整个大陆的互联互通. 

然而,微电网正在卷土重来. 它们被认为是实用的, 整合本地可再生能源的经济有效方式, 并提供冗余和弹性. 微电网分为两类, 离网和电网连接,每个都包含许多不同的设置. 

离网微型电网

离网微电网是在大量需要电力但无法接入广域电网的地方建设的. 

离大陆太远的岛屿通常由自己的微电网提供服务. 过去,岛屿微电网通常建在柴油或重型燃料油发电机周围. 虽然这些燃料易于运输和储存,但可能会被证明是昂贵的. 然而, 因为没有合适的选择, 许多岛屿继续严重依赖这种发电机. 

为什么没有合适的替代方案? 岛上有足够的风和充足的阳光. 是的, 但是将大量的太阳能电池板和风力涡轮机整合到一个岛屿的电力系统中是非常困难的. 柴油发电机可以按需开关. 他们有能力密切配合岛上的电力需求,因为它的增减. 相比之下,风力涡轮机在有风的情况下发电. 太阳能电池板在阳光明媚时工作. 如果风停了,或者乌云遮住了太阳, 需要有另一种电力来源来填补空缺,满足电力负荷需求. 这种类型的发电和需求的动态管理需要复杂的监督控制和先进的电力电子设备. 在过去,这两种办法都不是小型岛屿系统的实际选择. 

今天, 现代微电网的特点使岛屿公用事业能够整合大量间歇性的可再生资源,如太阳能和风能. 静止的能量储存, 特别是, 对管理间歇资源和传统发电机之间的过渡非常有帮助. 

岛屿公用事业公司发现,投资现代微电网会带来多重好处. 利用可再生资源生产更多的电力,使岛屿既能降低燃料成本,也能减少使用这些化石燃料对当地环境的影响. 以更优化的方式使用发电机可以降低岛屿公用事业的维护成本, 提高效率, 和, 在许多情况下, 减少岛上所需的发电机数量. 提高了电气系统的可靠性, 导致更好的服务质量和更少的中断. 

你可以在这里找到一个真实的例子 加拿大不列颠哥伦比亚省的卡尔弗特岛美国ag8九游会登陆(ag8九游会登陆 .. 参与了一个升级岛上微电网的项目.

在偏远地区也存在离网微电网. 在西伯利亚和加拿大北部有许多定居点, 例如, 没有连接到任何外部电气系统. 远程工业操作也具有自给自足的电气系统. 特别是矿山,需要大型和坚固的电力装置. 

运输柴油需要这些远程电气系统, 燃料油或其他液体燃料的长距离. 不出所料,这可能很快变得非常昂贵. 想象一下,卡车要在数百英里的冰冻地带或土路上运送燃料. 作为一个结果, 这些偏远的工业企业的所有者迫切希望尽可能多地部署可再生能源, 与复杂的微电网一起,有效地整合和分配电力. 有些矿井还设法在现场合成自己的燃料 可再生电力.

发电微型电网

你不需要在岛上或沙漠中就能从微电网中受益. 

事实上, 许多微电网用户位于完全由电力公司提供服务的城市或工业区. 既然企业和机构可以简单地从公用事业公司获得电力,为什么还要费力地投资于微电网呢? 主要有两个原因. 

一个原因是他们想要避免 停电

房主投资家庭发电机也是出于同样的原因. 有发电机的家庭和, 例如, 微电网军事基地具有一定的复杂性和规模. 一个家庭有一个,也许两个电气面板. 把家用发电机集成到家用电力系统只需要一个转换开关. 

一个军事基地包括几十座建筑物, 几个发电机和各种各样的关键电气设备,如雷达和空中交通控制系统, 通常分布在数百英亩的地方. 换句话说,集成这些组件需要一个复杂的电气基础设施, 一个微型智能电网". 

具有复杂电力系统的民用设施也采用微电网,以确保其电力服务的可靠性. 医院, 机场, 大学校园和大型工业工厂都利用微电网组件,有效地将备用电力集成到其电力系统中.

促使电网连接设施投资于微电网的另一个原因是成本:微电网封装了设施的所有电气设备. 

微电网在端口上延迟的例子
点击图片来仔细查看一个部署在端口上的微网格的例子.

从公用事业的角度来看,只看到一个电表. 这使得微电网所有者可以部署太阳能电池阵列, 风力涡轮机, 备用发电机或原动力发电机及其他不直接连接电网的电气设备. 

许多港口运营商, 例如, 拥有一种叫做再生式集装箱起重机的船舶集装箱起重机. 再生式起重机在吊起集装箱时消耗电能, 当他们放下容器的时候就会产生电力. 很少有电力公司会允许这种类型的电力设备直接连接到他们的电网,至少不会允许再生模式. 因此,港口运营商建立了微型电网连接起重机(以及备用发电机). 这使得正在降低集装箱的起重机可以为正在提升集装箱的起重机提供电力. 这导致了电力公司支持的净电力消耗的大幅减少, 和, 因此, 港口经营者的储蓄.

微电网的选择受到全球迅速转向可再生能源发电的迫切需求的推动. 它们还允许设施所有者满足即时的实际需要. 微电网技术的改进意味着大电网和小电网都有可能实现, 连接, 或者远程微电网正在增加. 现代微电网使全球各地的发电创新成为可能.

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使用微网格的例子

使用微网格的例子

微电网有许多不同的应用案例. 看看现实生活中使用微网格的例子.

微型电网是小规模的电力网络. 他们是 电力系统 既能发电又能输电. Some microgrids are 连接 to the main electricity grid; others are not 连接 by choice or because there is no main electricity grid to connect to. 

现代广域电网是由数百万电力消费者和数千发电机组成的庞大互联系统. 在加拿大和美国, 例如, 西部互联网络覆盖了大平原以西的大部分领土. 它包括136个,000英里的高压输电线, 除中低压配电线路外. 数十个公用事业的复杂拼凑, 系统操作员和其他实体维护, 操作和规范它.

微型电网, 与此形成鲜明对比的是, 覆盖一个地方, 一般不包括高压传输线, 连接更少的消费者和供应商. 通常, 私营微电网由拥有和经营微电网服务的同一实体拥有和经营. 公共微型电网, 例如, 一个岛屿, 通常由当地市政公用事业公司拥有和经营.

自从公共电力服务可用以来,简单的微电网就一直存在. 然而,近年来,在 可再生电力 是否导致部署更多的微电网. 这些现代微电网采用了更先进的技术. 它们通常连接各种资产,包括太阳能电池板, 风力涡轮机, 燃气或柴油发电机, 以及电池储能.

用于岛屿电网的微电网 

那些太小或太遥远而无法与大陆建立电力连接的岛屿,则需要运行自己的微电网. 传统上, 岛屿微电网依靠柴油发电机提供全部或大部分电力. 发电机 由于操作灵活,非常适合岛屿应用程序. 发电机可以快速启动, 而一个包含多台发电机的发电厂可以有效地覆盖非常宽的负荷范围. 液体燃料由于易于运输和储存,也是岛屿发电厂的传统燃料选择. 

微型智能电网
点击图片仔细查看微网组件

然而,许多岛屿的居民对这种安排越来越不满. 老旧的发电机会影响当地的空气质量, 对于依赖旅游业的岛屿来说,哪些是特别不受欢迎的. 对于经济资源很少的岛屿来说,运输液体燃料的成本也可能是一个重大负担.

这些岛屿正在转向太阳能和风能发电,以减少对化石燃料的依赖. 集成多种可再生资源的智能微电网, 发电机和电池储能系统可以有效地使电力更便宜、更可靠, 同时也减少了电力生产对环境的影响.

现代控制系统可以根据各种分布式能源的所有参数进行编程,以运行微电网,以最大限度地利用可再生能源,最大限度地减少进口燃料的使用. 一个重要的好处是网格具有额外的弹性, 避免停电和全网停电.  

一个例子是 加拿大不列颠哥伦比亚省的卡尔弗特岛美国ag8九游会登陆(ag8九游会登陆 .. 参与了一个升级岛上微电网的项目. 该岛需要更多的电力,但只依赖柴油发电. 该岛升级为一个带有太阳能电池板的微电网, 电池储能和新的ag8九游会柴油发电机. 升级后,化石燃料消耗减少了83%.

在偏远地区使用的微电网

位于偏远地区的工业设施和定居点无法获得公用事业服务,面临着与岛屿相同的困难. 这些设施过去一直使用柴油发电机. 燃料需要运输,有时需要通过卡车在具有挑战性的地形上长途运输. 位于加拿大北部或澳大利亚偏远地区的矿山, 例如, 燃料的运输成本很容易超过燃料本身的成本. 在世界上的一些地区, 比如阿拉斯加和加拿大北部的偏远地区, 燃料的运输也必须考虑到季节的变化,因为道路和水路将允许运输车辆和船舶.

此外,工业运营需要强大的系统来保证电力供应. 如果矿井的通风系统因为停电而停止, 例如, 地下工人的工作条件可能很快就会恶化.

这些作业都热衷于利用当地可用的可再生资源,以降低成本和确保安全. 在大规模采矿作业中,即使减少一小部分燃料费用,也能迅速节省大量费用.

一个采矿微电网的例子是西澳大利亚的阿格纽金矿, ag8九游会登陆参与了为矿井供电的电力综合设施的建设项目. 该公司决定建造一座由16 MWe天然气组成的23 MWe离网发电厂, 4 MWe太阳能发电和3 MWe柴油发电. 另外增加了2mwe的燃气发电, 其次是18兆瓦的风力发电和13兆瓦的储能电池和先进的控制系统. 这个发电量为56兆瓦的混合电厂超过一半来自可再生资源.

ag8九游会还参与了一个项目,以升级电源供应在 加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华岛的渔人码头. 在夏季, 码头可以容纳大型游艇,游艇提供电力服务. 因此,码头的电力消耗将经历显著的季节性变化. 码头安装了一个微型电网,在淡季使用太阳能,在旺季使用柴油发电. 多亏了新的微电网, 游艇业主现在可以连接到码头的电力服务, 关掉船上的引擎和发电机,享受荒凉之声的宁静. 

微电网用于现场发电 

微电网并不仅限于偏远地区. 任何试图整合多负荷和多现场发电资源的设施都应考虑建立微电网, 到主实用程序服务的连接是否可用. 

军事基地尽管与公用电网相连,但出于安全考虑,经常在其场地使用微电网. 例如,在夏威夷,美国联邦政府.S. 海军正在建设一个覆盖珍珠港-希卡姆斯联合基地的广泛微电网. 海军的项目包括几百兆瓦的太阳能发电, 能量储存, 以及连接数十栋建筑和设施的广泛的电气主干. 除紧急情况外,海军的发电设备将为当地公用事业提供电力.

其他设施可能会决定建立一个微电网,只是为了降低电力和能源成本. 与智能控制, 微电网用户可以根据最经济的方式在电网服务和自发电之间进行切换. 

由连接在主电网上的各种分布式能源组成的微电网网络也为整个电力系统增加了弹性, 因为网格运营商可以在必要时安排利用这些资源. 因为额外的产品是在现场生产和消费的, 这减轻了对主电网的压力,转化为升级配电网络所需的投资减少. 

无论如何,无论在哪里使用微电网, 将可再生资源整合到当地电力计划中的智能系统和技术意味着这一点, 在经济和社会方面, 业主有机会使用可再生能源,同时受益于具有成本效益的电力.

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