Микросеть
Микросеть — это локальная электрическая сеть с определенными электрическими границами, действующая как единый и управляемый объект. [1] Он может работать как в сетевом, так и в островном режиме . [2] [3] « Автономная микросеть » или « изолированная микросеть » работает только автономно и не может быть подключена к более широкой электроэнергетической системе. [4] Очень маленькие микросетки называются наносетками. [5]
Микросеть, подключенная к сети, обычно работает подключенной к традиционной глобальной синхронной сети (макросети) и синхронно с ней, но может отключаться от взаимосвязанной сети и функционировать автономно в «островном режиме», как того требуют технические или экономические условия. [6] Таким образом, они повышают безопасность энергоснабжения внутри ячейки микросети и могут подавать аварийное электропитание, переключаясь между изолированным и подключенным режимами. [6] Такие сети называются « островными микросетями» . [7]
Автономная микросеть имеет собственные источники электроэнергии , дополненные системой хранения энергии . Они используются там, где передача и распределение электроэнергии от крупного централизованного источника энергии находится слишком далеко и дорого в эксплуатации. [1] Они предлагают возможность электрификации сельской местности в отдаленных районах и на небольших географических островах. [4] Автономная микросеть может эффективно интегрировать различные источники распределенной генерации (РГ), особенно возобновляемые источники энергии (ВИЭ). [1]
Управление и защита представляют собой трудности для микросетей, поскольку все вспомогательные услуги для стабилизации системы должны генерироваться внутри микросети, а низкие уровни короткого замыкания могут быть проблематичными для выборочной работы систем защиты. Важной особенностью также является обеспечение множества полезных потребностей в энергии, таких как отопление и охлаждение, помимо электричества, поскольку это позволяет заменять энергоносители и повышать энергоэффективность за счет использования отработанного тепла для отопления, горячего водоснабжения и охлаждения (межотраслевое использование энергии). ). [8]
Определения
[ редактировать ]США Министерства энергетики Группа обмена микросетями [9] определяет микросеть как «группу взаимосвязанных нагрузок и распределенных энергетических ресурсов внутри четко определенных электрических границ, которая действует как единый управляемый объект по отношению к сети». Микросеть может подключаться и отключаться от сети, что позволяет ей работать как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме». [10]
Лаборатория Беркли определяет: «Микросеть состоит из систем производства и хранения энергии, которые могут обеспечивать питанием здание, кампус или населенный пункт, когда они не подключены к электрической сети, например, в случае стихийного бедствия». Микросеть, которую можно отключить от коммунальной сети (в «точке общего соединения» или PCC), называется «изолированной микросетью». [7]
Исследовательский проект ЕС [11] описывает микросеть как включающую низковольтные (LV) системы распределения с распределенными энергоресурсами (DER) ( микротурбины , топливные элементы , фотоэлектрические (PV) и т. д.), накопительные устройства ( батареи , маховики ), систему хранения энергии и гибкие нагрузки. Такие системы могут работать как подключенными, так и отключенными от основной сети. Работа микроисточников в сети может повысить общую производительность системы при условии эффективного управления и координации. [ нужна ссылка ]
Electropedia определяет микросеть как группу взаимосвязанных нагрузок и распределенных энергетических ресурсов с определенными электрическими границами, которые образуют локальную электроэнергетическую систему на уровнях распределительного напряжения, то есть как низкого, так и среднего напряжения до 35 кВ. Этот кластер связанных узлов-потребителей и производителей действует как единый управляемый объект и может работать как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме . [3]
Автономная микросеть или изолированная микросеть, иногда называемая «островной сетью», работает только автономно и не может быть подключена к более широкой электроэнергетической системе. Обычно они предназначены для географических островов или для электрификации сельской местности. [4] Во многих неиндустриально развитых странах микросети, которые используются для обеспечения доступа к электроэнергии в ранее неэлектрифицированных районах, часто называют « мини-сетями ». [12] Наносети принадлежат одному дому или зданию, а соединение нескольких наносетей образует сеть (микросеть), облегчающую разделение энергии между отдельными наносетями. [5]
Среда кампуса/институциональные микросети
[ редактировать ]Целью кампусных микросетей является объединение существующей генерации на месте для поддержки нескольких нагрузок, расположенных в ограниченном географическом районе, где владелец может легко ими управлять. [13] [14]
Общественные микросети
[ редактировать ]Общественные микросети могут обслуживать тысячи клиентов и поддерживать проникновение местной энергии (электричество, отопление и охлаждение). [15] В общественной микросети некоторые дома могут иметь возобновляемые источники энергии, которые могут удовлетворить их потребности, а также потребности их соседей в том же сообществе. Микросеть сообщества также может иметь централизованный или несколько распределенных накопителей энергии. Такие микросети могут быть в виде микросетей переменного и постоянного тока, соединенных вместе через двунаправленный силовой электронный преобразователь. [16]
Удаленные автономные микросети
[ редактировать ]Эти микросети, как правило, не предназначены для подключения к макросетям и вместо этого работают в изолированном режиме. в любое время из-за экономических проблем или географического положения. Обычно «автономная» микросеть строится в районах, которые находятся далеко от любой инфраструктуры передачи и распределения и, следовательно, не имеют связи с коммунальной сетью. [13] [17] Исследования показали, что эксплуатация автономных микросетей в отдаленных районах или на островах, в которых преобладают возобновляемые источники, снизит приведенную стоимость производства электроэнергии в течение срока действия таких проектов микросетей. [18] [19] В некоторых случаях автономные микросети действительно включаются в национальную сеть или «макросеть», и этот процесс требует технического, нормативного и юридического планирования. [20]
Большие удаленные территории могут снабжаться несколькими независимыми микросетями, каждая из которых имеет своего владельца (оператора). Хотя такие микросети традиционно проектируются как энергетически самодостаточные, прерывистые возобновляемые источники энергии и их неожиданные и резкие изменения могут вызвать неожиданный дефицит электроэнергии или чрезмерную выработку энергии в этих микросетях. Без хранения энергии и интеллектуального управления это немедленно приведет к неприемлемому отклонению напряжения или частоты в микросетях. Чтобы исправить такие ситуации, можно временно соединить такие микросети с подходящей соседней микросетью для обмена мощностью и уменьшения отклонений напряжения и частоты. [21] [22] Этого можно добиться с помощью переключателя на базе силовой электроники. [23] [24] после правильной синхронизации [25] или встречное соединение двух силовых электронных преобразователей [26] и после подтверждения стабильности новой системы. Определение необходимости объединения соседних микросетей и поиск подходящей микросети для сопряжения может быть достигнуто путем оптимизации. [27] или принятие решения [28] подходы.
Поскольку удаленные автономные микросети зачастую небольшие и строятся с нуля, они обладают потенциалом для внедрения лучших практик мирового электроэнергетического сектора, а также для внедрения и стимулирования инноваций в области энергетики. [29] В настоящее время часто можно увидеть удаленные автономные микросети, которые в основном питаются от возобновляемых источников энергии и управляются с помощью интеллектуальных средств управления на уровне клиента, что не всегда легко реализовать в более крупном энергетическом секторе из-за существующих интересов и старой, уже существующей инфраструктуры. . [30] [31]
Микросети военной базы
[ редактировать ]Эти микросети активно развертываются, уделяя особое внимание как физической, так и кибербезопасности военных объектов, чтобы обеспечить надежное электроснабжение, не полагаясь на макросети . [13] [32]
Коммерческие и промышленные (C&I) микросети
[ редактировать ]Эти типы микросетей быстро развиваются в Северной Америке и Восточной Азии; однако отсутствие общеизвестных стандартов для этих типов микросетей ограничивает их глобальное использование. Основными причинами установки промышленной микросети являются безопасность электроснабжения и его надежность. Существует множество производственных процессов, в которых перерыв в электроснабжении может привести к большим потерям дохода и длительному времени запуска. [13] [17] Промышленные микросети могут быть спроектированы для обеспечения промышленных процессов в рамках экономики замкнутого цикла с (почти) нулевыми выбросами и могут интегрировать комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), питаемое как возобновляемыми источниками, так и переработкой отходов; Дополнительно можно использовать накопители энергии для оптимизации работы этих подсистем. [33] Микросети также могут быть закреплены крупным коммерческим розничным продавцом с большим объемом генерации по соображениям устойчивости или по экономическим причинам. [34]
Топологии микросетей
[ редактировать ]Этот раздел в значительной степени или полностью опирается на один источник . ( февраль 2024 г. ) |
Архитектуры необходимы для управления потоком энергии из различных типов источников в электрическую сеть. Таким образом, микросети можно разделить на три топологии: [35]
микросеть переменного тока
[ редактировать ]Источники питания с выходом переменного тока подключаются к шине переменного тока через преобразователь переменного тока в переменный, который преобразует переменную частоту и напряжение переменного тока в сигнал переменного тока с другой частотой и другим напряжением. В то время как источники питания с выходом постоянного тока используют преобразователи постоянного/переменного тока для подключения к шине переменного тока.
микросеть постоянного тока
[ редактировать ]В топологии микросети постоянного тока источники питания с выходом постоянного тока подключаются к шине постоянного тока напрямую или с помощью преобразователей постоянного тока в постоянный. С другой стороны, источники питания с выходом переменного тока подключаются к шине постоянного тока через преобразователь переменного/постоянного тока.
Гибридная микросеть
[ редактировать ]Гибридная микросеть имеет топологию как для источника питания переменного, так и для выхода постоянного тока. Кроме того, шины переменного и постоянного тока соединены друг с другом через двунаправленный преобразователь, позволяющий передавать мощность в обоих направлениях между двумя шинами.
Основные компоненты микросетей
[ редактировать ]Местное поколение
[ редактировать ]Микросеть представляет собой различные типы источников генерации, которые подают электроэнергию, отопление и охлаждение пользователю. Эти источники делятся на две основные группы – источники тепловой энергии (например, генераторы природного газа или биогаза или микрокомбинированные источники тепла и электроэнергии ) и возобновляемые источники генерации (например, ветряные турбины и солнечная энергия). [ нужна ссылка ]
Потребление
[ редактировать ]В микросети потребление просто относится к элементам, которые потребляют электроэнергию, тепло и охлаждение, которые варьируются от отдельных устройств до систем освещения и отопления зданий, коммерческих центров и т. д. В случае контролируемых нагрузок потребление электроэнергии может быть изменено в соответствии с требованиям сети. [ нужна ссылка ]
Хранение энергии
[ редактировать ]В микросетях накопители энергии способны выполнять несколько функций, таких как обеспечение качества электроэнергии, включая регулирование частоты и напряжения, сглаживание выходной мощности возобновляемых источников энергии, обеспечение резервного питания для системы и играть решающую роль в оптимизации затрат. Он включает в себя все химические, электрические, давления, гравитационные, маховые технологии и технологии хранения тепла. Когда в микросети имеется несколько накопителей энергии различной емкости, предпочтительно координировать их зарядку и разрядку так, чтобы накопитель энергии меньшего размера не разряжался быстрее, чем накопители энергии большей емкости. Аналогичным образом, желательно, чтобы аккумулятор меньшего размера не заряжался полностью раньше, чем аккумулятор большей емкости. Этого можно достичь при скоординированном управлении накопителями энергии в зависимости от их заряда. [36] Если используются несколько систем хранения энергии (возможно, работающих на разных технологиях) и они контролируются единым контролирующим устройством ( системой управления энергопотреблением – EMS), иерархическое управление, основанное на архитектуре «главный/подчиненный», может обеспечить наилучшую работу, особенно в островной режим. [33]
Точка общего соединения (PCC)
[ редактировать ]Это точка электрической цепи, где микросеть подключается к основной сети. [37] Микросети, не имеющие PCC, называются изолированными микросетями, которые обычно присутствуют в удаленных местах (например, в удаленных населенных пунктах или удаленных промышленных объектах), где соединение с основной сетью невозможно из-за технических или экономических ограничений. [ нужна ссылка ]
Преимущества и проблемы микросетей
[ редактировать ]Преимущества
[ редактировать ]Микросеть способна работать в подключенном к сети и автономном режимах и обеспечивать переход между ними. В режиме подключения к сети вспомогательные услуги могут предоставляться за счет торговой деятельности между микросетью и основной сетью. Существуют и другие возможные источники дохода. [38] В изолированном режиме активная и реактивная мощность, генерируемая в микросети, в том числе обеспечиваемая системой хранения энергии, должна быть сбалансирована с потребностями местных нагрузок. Микросети предлагают возможность сбалансировать необходимость сокращения выбросов углекислого газа с продолжением надежного обеспечения электроэнергией в периоды времени, когда возобновляемые источники энергии недоступны. Микросети также обеспечивают защиту от суровых погодных условий и стихийных бедствий за счет отсутствия крупных активов и миль надземных проводов и другой электрической инфраструктуры, которую необходимо обслуживать или ремонтировать после таких событий. [39] [40]
Микросеть может переключаться между этими двумя режимами из-за планового технического обслуживания, ухудшения качества электроэнергии или нехватки электроэнергии в главной сети, сбоев в местной сети или по экономическим причинам. [40] [41] Посредством изменения потока энергии через компоненты микросетей микросети облегчают интеграцию возобновляемых источников энергии, таких как фотоэлектрические, ветровые и топливные элементы, без необходимости перепроектирования национальной системы распределения. [41] [42] [43] Современные методы оптимизации также могут быть включены в систему управления энергопотреблением микросети для повышения эффективности, экономичности и отказоустойчивости. [39] [44] [43] [45]
Проблемы
[ редактировать ]Микросети и интеграция блоков распределенных энергетических ресурсов (DER) в целом создают ряд эксплуатационных проблем, которые необходимо решить при проектировании систем управления и защиты, чтобы гарантировать, что нынешний уровень надежности не будет существенно затронут. и потенциальные преимущества установок распределенной генерации (DG) используются в полной мере. Некоторые из этих проблем возникают из-за предположений, обычно применяемых к традиционным распределительным системам, которые больше не являются действительными, в то время как другие являются результатом проблем со стабильностью, которые раньше наблюдались только на уровне передающей системы. [40] Наиболее актуальные проблемы в области защиты и управления микросетями включают в себя:
- Двунаправленные потоки мощности . Наличие блоков распределенной генерации (DG) в сети с низким уровнем напряжения может вызвать обратные потоки мощности, что может привести к осложнениям в координации защиты, нежелательным схемам потоков мощности, распределению тока повреждения и регулированию напряжения . [40]
- Проблемы стабильности : Взаимодействия между системами управления агрегатами ДГ могут создавать локальные колебания, что требует тщательного анализа устойчивости при малых возмущениях. Более того, переходные действия между подключенным к сети и изолированным (автономным) режимами работы в микросети могут создать переходную нестабильность. [46] [40] Недавние исследования показали, что интерфейс микросети постоянного тока (DC) может привести к значительно более простой структуре управления, более энергоэффективному распределению и более высокой пропускной способности по току для тех же номиналов линии. [47] [48]
- Моделирование . Многие характеристики традиционных схем, такие как преобладание трехфазных сбалансированных условий, в первую очередь индуктивных линий электропередачи, и нагрузки постоянной мощности, не обязательно справедливы для микросетей, и, следовательно, модели необходимо пересмотреть. [40]
- Низкая инерция : микросети обладают малоинерционной характеристикой, что отличает их от крупных энергетических систем, где большое количество синхронных генераторов обеспечивает относительно большую инерцию. Это явление становится более очевидным, если в микросети имеется значительная часть силовых блоков РГ с электронным интерфейсом. Низкая инерция системы может привести к серьезным отклонениям частоты в изолированном режиме работы, если не реализован надлежащий механизм управления. [40] Синхронные генераторы работают на той же частоте, что и сеть, обеспечивая тем самым естественный эффект демпфирования резких изменений частоты. Синхронверторы — это инверторы, которые имитируют синхронные генераторы и обеспечивают управление частотой. Другие варианты включают управление аккумулятором энергии или маховиком для балансировки частоты. [49]
- Неопределенность : Функционирование микросетей предполагает устранение большого количества неопределенностей, от которых зависит экономичность и надежность работы микросетей. Профиль нагрузки и погода — это две неопределенности, которые усложняют эту координацию в изолированных микросетях, где критический баланс спроса и предложения и, как правило, более высокая частота отказов компонентов требуют решения сильно связанной проблемы в течение длительного периода времени. Эта неопределенность выше, чем в крупных энергосистемах, из-за меньшего количества нагрузок и сильно коррелированных изменений доступных энергетических ресурсов (эффект усреднения гораздо более ограничен). [40]
Инструменты моделирования
[ редактировать ]Для правильного планирования и установки микросетей необходимо инженерное моделирование. Существует множество инструментов моделирования и оптимизации для моделирования экономических и электрических эффектов микросетей. Широко используемым инструментом экономической оптимизации является Модель принятия потребителями распределенных энергетических ресурсов (DER-CAM) Национальной лаборатории Лоуренса Беркли . Еще одним бесплатным инструментом является Solar Alone Multi-objective Advisor (SAMA), программа с открытым исходным кодом для оптимизации микросетей, предназначенная для экономичной оптимизации размеров гибридных энергетических систем (в основном работающих на солнечных фотоэлектрических системах ) с использованием метаэвристических алгоритмов, основанных на конкретных профилях нагрузки и метеорологических данных. . [50] [51] Другой вариант — HOMER (модель гибридной оптимизации для нескольких энергетических ресурсов), первоначально разработанный Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии . Существуют также некоторые инструменты управления потоками энергии и электрооборудования, которыми могут руководствоваться разработчики микросетей. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория разработала общедоступный инструмент GridLAB-D, а Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) разработал OpenDSS. Европейский инструмент, который можно использовать для моделирования потребностей в электричестве, охлаждении, отоплении и технологическом тепле, — это EnergyPLAN от Ольборгского университета в Дании. Инструмент с открытым исходным кодом планирования сети OnSSET был использован для исследования микросетей с использованием трехуровневого анализа, начиная с архетипов поселений (на примере Боливии ). [52]
Микросетевое управление
[ редактировать ]Что касается архитектуры управления микросетью или любой проблемы управления, можно выделить два разных подхода: централизованный. [39] [53] и децентрализовано. [54] Полностью централизованное управление основано на передаче большого объема информации между участвующими подразделениями, прежде чем решение будет принято в одной точке. Реализация затруднена, поскольку взаимосвязанные энергосистемы обычно охватывают обширные географические районы и включают в себя огромное количество энергоблоков. С другой стороны, при полностью децентрализованном управлении каждое подразделение контролируется его местный контролер, не зная ситуации других. [55] Компромисс между этими двумя крайними схемами управления может быть достигнут посредством иерархической схемы управления. [56] состоит из трех уровней контроля: первичного, вторичного и третичного. [39] [40] [57]
Первичный контроль
[ редактировать ]Первичный контроль предназначен для удовлетворения следующих требований:
- Для стабилизации напряжения и частоты
- Обеспечить возможность подключения РЭР и правильно распределять между ними активную и реактивную мощность, желательно без каких-либо каналов связи.
- Для уменьшения циркулирующих токов, которые могут вызвать явление перегрузки по току в силовых электронных устройствах.
Первичное управление обеспечивает заданные значения для контроллера нижнего уровня, которым являются контуры регулирования напряжения и тока DER. Этот внутренний контроль петли обычно называют контролем нулевого уровня. [58]
Вторичный контроль
[ редактировать ]Вторичное управление обычно имеет время выборки от нескольких секунд до минут (т.е. медленнее, чем предыдущее), что оправдывает развязку динамики первичного и вторичного контуров управления и облегчает их индивидуальное проектирование. Уставка первичного регулирования задается вторичным регулированием. [59] в котором, как централизованный контроллер, он восстанавливает напряжение и частоту микросети и компенсирует отклонения, вызванные изменениями нагрузок или возобновляемыми источниками. Вторичное управление также может быть разработано для удовлетворения требований к качеству электроэнергии , например, для балансировки напряжения на критических шинах. [58]
Третичный контроль
[ редактировать ]Третичное управление – это последний (и самый медленный) уровень управления, который учитывает экономические соображения при оптимальной работе системы. микросети (время выборки составляет от минут до часов) и управляет потоком энергии между микросетями и основная сетка. [58] Этот уровень часто включает в себя прогноз погоды, тарифов сети и нагрузок на ближайшие часы или дни для разработки плана диспетчеризации генератора, обеспечивающего экономию. [43] Более продвинутые методы также могут обеспечить сквозной контроль микросети с использованием методов машинного обучения, таких как глубокое обучение с подкреплением . [60]
В случае чрезвычайных ситуаций, таких как отключение электроэнергии, третичный контроль может управлять группой взаимосвязанных микросетей, образуя так называемую «кластеризацию микросетей», действуя как виртуальная электростанция для продолжения снабжения критически важных нагрузок. В таких ситуациях центральный контроллер должен выбрать одну из микросетей в качестве резервной (т. е. главной), а остальные — в качестве фотоэлектрических и нагрузочных шин в соответствии с заранее определенным алгоритмом и существующими условиями системы (т. е. спросом и генерацией). В этом случае контроль должен осуществляться в реальном времени или хотя бы с высокой частотой дискретизации. [46]
ИЭЭЭ 2030.7
[ редактировать ]Менее подвержена влиянию коммунальных услуг структура контроллера, разработанная Институтом инженеров по электротехнике и электронике , IEEE 2030.7. [61] Концепция опирается на 4 блока: а) управление на уровне устройства (например, управление напряжением и частотой), б) локальное управление (например, передача данных), в) диспетчерское (программное) управление (например, перспективная диспетчерская оптимизация ресурсов генерации и нагрузки). и d) уровни сети (например, связь с коммунальным предприятием). [ нужна ссылка ]
Элементарный контроль
[ редактировать ]Существует большое разнообразие сложных алгоритмов управления, что затрудняет распределенных энергетических ресурсов внедрение систем управления и контроля энергопотребления небольшими микросетями и бытовыми пользователями (DER). Модернизация систем связи и информационных систем может оказаться дорогостоящей. Некоторые проекты пытаются упростить и сократить расходы на управление с помощью готовых продуктов (например, с помощью Raspberry Pi). [62] [63]
Примеры
[ редактировать ]Хаджа и Лахдж, Йемен
[ редактировать ]Проект ПРООН «Повышение устойчивости сельских районов в Йемене» (ERRY) использует солнечные микросети, принадлежащие общинам. Это сокращает затраты на электроэнергию всего до 2 центов в час (тогда как электроэнергия, вырабатываемая дизельным двигателем, стоит 42 цента в час). В 2020 году он получил премию Ashden Awards в области гуманитарной энергетики. [64]
Иль д'Ю
[ редактировать ]Весной 2020 года была запущена двухлетняя пилотная программа под названием Harmon'Yeu, призванная соединить 23 дома в районе Кер-Писсо и прилегающих районах с помощью микросети, которая была автоматизирована как интеллектуальная сеть с помощью программного обеспечения от Engie . На пяти домах установлены шестьдесят четыре солнечные панели пиковой мощностью 23,7 кВт, а на одном доме установлена аккумуляторная батарея емкостью 15 кВтч. Шесть домов хранят избыток солнечной энергии в водонагревателях. Динамическая система распределяет энергию, вырабатываемую солнечными панелями и хранимую в батареях и водонагревателях, на систему из 23 домов. Программное обеспечение для интеллектуальных сетей динамически обновляет спрос и предложение энергии с 5-минутными интервалами, решая, следует ли получать энергию из батареи или из панелей и когда хранить ее в водонагревателях. Эта пилотная программа стала первым подобным проектом во Франции. [65] [66]
Англичане, Гаити
[ редактировать ]Микросеть с беспроводным управлением развернута в сельской местности Ле-Англе на Гаити. [67] Система состоит из трехуровневой архитектуры с облачной службой мониторинга и управления, локальной встроенной шлюзовой инфраструктурой и ячеистой сетью беспроводных интеллектуальных счетчиков, развернутых в более чем 500 зданиях. [29]
Нетехнические потери (NTL) представляют собой серьезную проблему при обеспечении надежного электроснабжения в развивающихся странах, где они часто составляют 11–15% от общей генерирующей мощности. [68] Обширное моделирование на основе данных на основе данных беспроводных счетчиков в течение семидесяти двух дней из микросети на 430 домов, развернутой в Ле Англе, исследовало, как отличить NTL от общих потерь мощности, что помогает в обнаружении хищений энергии. [69]
Мпекетони, Кения
[ редактировать ]Проект электроэнергетики Мпекетони, общественная микросетевая система с дизельным двигателем, был создан в сельской местности Кении недалеко от Мпекетони. Благодаря установке этих микросетей в Мпекетони значительно выросла инфраструктура. Такой рост включает увеличение производительности на одного работника в пределах от 100% до 200% и повышение уровня дохода на 20–70% в зависимости от продукта. [70]
Винодельня Stone Edge Farm
[ редактировать ]Винодельня в Сономе, Калифорния, оснащена микротурбиной, топливными элементами, несколькими батареями, водородным электролизером и фотоэлектрическими батареями. [71] [72]
См. также
[ редактировать ]- 100% возобновляемая энергия
- Когенерация (комбинированное производство тепла и электроэнергии — ТЭЦ)
- Реакция спроса
- Распределенная генерация
- Производство электроэнергии
- Электрическая сеть
- Хранение энергии
- Хранение энергии на маховике
- Подключение к сети
- островитинг
- Микрогенерация
- Модели открытой энергетической системы
- Пиковое бритье
- Фотовольтаика
- Развитие возобновляемых источников энергии
- Возобновляемая энергия
- Автомобиль-сеть (V2G)
- Энергия ветра
- Гидроэлектроэнергия
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Ху, Дж.; Ланзон, А. (2019). «Распределенное консенсусное управление за конечное время для гетерогенных аккумуляторных систем хранения энергии в микросетях с контролируемым падением напряжения» . Транзакции IEEE в Smart Grid . 10 (5): 4751–4761. дои : 10.1109/TSG.2018.2868112 . S2CID 117469364 .
- ^ Что такое микросети и почему они становятся такими популярными? Зачарованная скала, март 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б «микросеть» . Электропедия . Международная электротехническая комиссия. 15 декабря 2017 г.
группа взаимосвязанных нагрузок и распределенных энергетических ресурсов с определенными электрическими границами, образующая локальную электроэнергетическую систему на уровнях распределительного напряжения, которая действует как единый управляемый объект и может работать как в подключенном к сети, так и в изолированном режиме.
- ^ Перейти обратно: а б с «изолированная микросеть» . Электропедия . Международная электротехническая комиссия. 15 декабря 2017 г.
группа взаимосвязанных нагрузок и распределенных энергетических ресурсов с определенными электрическими границами, образующая локальную электроэнергетическую систему на уровнях распределительного напряжения, которая не может быть подключена к более широкой электроэнергетической системе
- ^ Перейти обратно: а б Бурместер, Дэниел; Райуду, Рамеш; Си, Уинстон; Акиниеле, Дэниел (январь 2017 г.). «Обзор топологий и технологий наносетей» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 67 : 760–775. Бибкод : 2017RSERv..67..760B . дои : 10.1016/j.rser.2016.09.073 . ISSN 1364-0321 .
- ^ Перейти обратно: а б Ху, Дж.; Бхоумик, П. (2020). «Надежная схема управления вторичным напряжением и частотой на основе консенсуса для изолированных микросетей» . Международный журнал электроэнергетики и энергетических систем . 116 : 105575. Бибкод : 2020IJEPE.11605575H . дои : 10.1016/j.ijepes.2019.105575 . S2CID 208837689 .
- ^ Перейти обратно: а б Микросети и интеграция транспортных сетей. Лаборатория Беркли. Проверено 21 июня 2022 г.
- ^ «Особенности и преимущества — Микросети» . www.districtenergy.org . Проверено 28 июня 2018 г.
- ^ Группа энергетических и экологических ресурсов, под ред. (30 августа 2011 г.). «Отчет семинара по микросетям Министерства энергетики США» (PDF) . Управление поставок электроэнергии и энергетической надежности.
- ^ Тон, Дэн Т.; Смит, Меррилл А. (октябрь 2012 г.). «Инициатива микросетей Министерства энергетики США». Журнал «Электричество» . 25 (8): 84–94. Бибкод : 2012ElecJ..25h..84T . дои : 10.1016/j.tej.2012.09.013 .
- ^ Хациаргириу, Никос (2014). Архитектура и управление микросетями . Джон Вили и сыновья Ltd. с. 4. ISBN 978-1-118-72068-4 .
- ^ «Глобальный фонд ESMAP по мини-сетям: расширение рынков мини-сетей для обеспечения электроэнергией полмиллиарда человек к 2030 году» . Всемирный банк . Проверено 03 сентября 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Эрни Хейден. «Введение в микросети» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2018 года . Проверено 20 июня 2016 г.
- ^ Салех, Махмуд; Эса, Юсеф; Мханди, Ясин; Брандауэр, Вернер; Мохамед, Ахмед (2016). «Проектирование и внедрение испытательного стенда микросетей постоянного тока CCNY» . Ежегодное собрание Общества отраслевых приложений IEEE 2016 . стр. 1–7. дои : 10.1109/IAS.2016.7731870 . ISBN 978-1-4799-8397-1 . S2CID 16464909 .
- ^ Томсон, Грег (2018). «Инициатива микросетей сообщества Сонома» (PDF) . Чистая коалиция .
- ^ Чандрасена, Руван PS; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам; Раджакаруна, Сумедха (6 августа 2015 г.). «Динамическая работа и управление гибридной наносеточной системой для будущих общественных домов» . Генерация, передача и распределение IET . 9 (11): 1168–1178. дои : 10.1049/iet-gtd.2014.0462 .
- ^ Перейти обратно: а б «Проектирование и анализ микросетей» .
- ^ Али, Лиакат; Шахния, Фархад (июнь 2017 г.). «Определение экономически подходящей и устойчивой автономной энергосистемы для автономного города в Западной Австралии» . Возобновляемая энергия . 106 : 243–254. Бибкод : 2017REne..106..243A . doi : 10.1016/j.renene.2016.12.088 . S2CID 113534323 .
- ^ Шахния, Фархад; Могбель, Моайед; Арефи, Али; Шафиулла, генеральный менеджер; Анда, Мартин; Вахидния, Араш (2017). «Приведенная стоимость энергии и денежный поток для гибридной солнечно-ветрово-дизельной микросети на острове Роттнест». Конференция Австралазийских университетов по энергетике (AUPEC) 2017 . стр. 1–6. дои : 10.1109/aupec.2017.8282413 . ISBN 9781538626474 . S2CID 44025895 .
- ^ Греасен, Крис (22 сентября 2020 г.). «ИНТЕГРАЦИЯ МИНИ-СЕТЕЙ В НАЦИОНАЛЬНЫЕ СЕТИ: ТЕХНИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ | Институт безопасности и устойчивого развития Наутилус» . nautilus.org . Проверено 1 ноября 2022 г.
- ^ Пашаджавид, Эхсан; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам (2015). «Разработка стратегии самовосстановления для повышения устойчивости к перегрузкам изолированных микросетей». Транзакции IEEE в Smart Grid : 1. doi : 10.1109/tsg.2015.2477601 . S2CID 7173317 .
- ^ Пашаджавид, Эхсан; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам (5 января 2017 г.). «Временный внутренний и внешний обмен электроэнергией для поддержки удаленных устойчивых микросетей в случае дефицита электроэнергии». Генерация, передача и распределение IET . 11 (1): 246–260. дои : 10.1049/iet-gtd.2016.0897 . S2CID 114528954 .
- ^ Пашаджавид, Эхсан; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам (2015). «Управление перегрузками автономных микросетей». 2015 11-я Международная конференция IEEE по силовой электронике и приводным системам . стр. 73–78. дои : 10.1109/педс.2015.7203515 . ISBN 9781479944026 . S2CID 1213125 .
- ^ Пашаджавид, Эхсан; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам (2015). «Управление условиями перегрузки в удаленных сетях путем объединения соседних микросетей». 2015 50-я Международная университетская энергетическая конференция (UPEC) . стр. 1–6. дои : 10.1109/upec.2015.7339874 . ISBN 9781467396820 . S2CID 11118089 .
- ^ Шахния, Фархад; Бурбур, Сохейл (сентябрь 2017 г.). «Практическая и интеллектуальная методика объединения нескольких соседних микросетей на этапе синхронизации» . Устойчивая энергетика, сети и сети . 11 :13–25. Бибкод : 2017SEGN...11...13S . дои : 10.1016/j.segan.2017.06.002 .
- ^ Сусанто, Джулиус; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам; Раджакаруна, Сумехда (2014). «Взаимосвязанные микросети через встречно-обратные преобразователи для динамической поддержки частоты». 2014 Конференция Австралазийских университетов по энергетике (AUPEC) . стр. 1–6. дои : 10.1109/aupec.2014.6966616 . hdl : 20.500.11937/40897 . ISBN 9780646923758 . S2CID 22805171 .
- ^ Арефи, Али; Шахния, Фархад (2018). «Методика оптимального управления напряжением и частотой на основе третичного контроллера для мультимикросетевых систем крупных отдаленных городов». Транзакции IEEE в Smart Grid . 9 (6): 5962–5974. дои : 10.1109/tsg.2017.2700054 . S2CID 53042777 .
- ^ Шахния, Фархад; Бурбур, Сохейл; Гош, Ариндам (2015). «Объединение соседних микросетей для управления перегрузкой на основе динамического многокритериального принятия решений». Транзакции IEEE в Smart Grid : 1. doi : 10.1109/tsg.2015.2477845 . S2CID 2574489 .
- ^ Перейти обратно: а б «Чистое, надежное сетевое электричество возможно! Микросети на солнечной энергии, развитие под руководством сообщества и феминистская электрификация» . Эарспарк Интернэшнл . Проверено 1 ноября 2022 г.
- ^ «Анализ отчета о минисетях Африки за 2022 год — amda» . Африканская ассоциация разработчиков минисетей (AMDA) . 01.07.2022 . Проверено 1 ноября 2022 г.
- ^ «Смелая декларация» . Эарспарк Интернэшнл . Проверено 1 ноября 2022 г.
- ^ Эмили В. Прехода; Челси Шелли; Джошуа М. Пирс (2017). «Стратегическое развертывание микросетей на солнечной фотоэлектрической энергии в США для повышения национальной безопасности» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 78 : 167–175. Бибкод : 2017RSERv..78..167P . дои : 10.1016/j.rser.2017.04.094 . Проверено 23 мая 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Гварниери, Массимо; Бово, Анджело; Джованнелли, Антонио; Маттавелли, Паоло (2018). «Настоящая мультитехнологическая микросеть в Венеции: обзор дизайна». Журнал промышленной электроники IEEE . 12 (3): 19–31. дои : 10.1109/МИЭ.2018.2855735 . hdl : 11577/3282913 . S2CID 52896438 .
- ^ Шах, Кунал К.; Джордж, датчанин; Свон, Лукас; Пирс, Джошуа М. (2021). «Производительность и анализ микросетей розничных магазинов с солнечными фотоэлектрическими парковками, когенерационными и гибридными системами на базе батарей» . Инженерные отчеты . 3 (11). дои : 10.1002/eng2.12418 . ISSN 2577-8196 .
- ^ Гибридно-возобновляемые энергетические системы в микросетях: интеграция, развитие и управление . А. Хина Фатима, Прабахаран Н., Паланисами К., Ахтар Калам, Саад Мехилеф, Джексон Дж. Хусто. [Место издания не указано]. 2018. ISBN 978-0-08-102494-2 . OCLC 1038716456 .
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Хоссейнимер, Таура; Гош, Ариндам; Шахния, Фархад (май 2017 г.). «Совместное управление аккумуляторными системами хранения энергии в микросетях». Международный журнал электроэнергетики и энергетических систем . 87 : 109–120. Бибкод : 2017IJEPE..87..109H . дои : 10.1016/j.ijepes.2016.12.003 .
- ^ Алексис Квасинки. «Взаимосвязь сетей и микросетей» . Проверено 20 июня 2016 г.
- ^ Стадлер, Майкл; Кардосо, Гонсалу; Машаех, Салман; Забудь, Тибо; ДеФорест, Николас; Агарвал, Анкит; Шёнбейн, Анна (2016). «Потоки создания ценности в микросетях: обзор литературы» . Прикладная энергетика . 162 : 980–989. Бибкод : 2016ApEn..162..980S . дои : 10.1016/j.apenergy.2015.10.081 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Салех, Махмуд; Эса, Юсеф; Мохамед, Ахмед А. (2019). «Коммуникационный контроль микросетей постоянного тока» . Транзакции IEEE в Smart Grid . 10 (2): 2180–2195. дои : 10.1109/TSG.2018.2791361 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Оливарес, Дэниел Э.; Мехризи-Сани, Али; Этемади, Амир Х.; Канисарес, Клаудио А.; Иравани, Реза; Казерани, Мехрдад; Хаджимирага, Амир Х.; Гомис-Бельмунт, Иволга; Саидифард, Марьям ; Пальма-Бенке, Родриго; Хименес-Эстевес, Гильермо А.; Хациаргириу, Никос Д. (2014). «Тенденции в управлении микросетями». Транзакции IEEE в Smart Grid . 5 (4): 1905–1919. дои : 10.1109/TSG.2013.2295514 . S2CID 7188252 .
- ^ Перейти обратно: а б А.А. Салам, А. Мохамед и М.А. Ханнан (2008). «Технические проблемы микросетей». Журнал инженерных и прикладных наук ARPN . 3:64 .
- ^ Ф.Д. Канеллос; А.И. Цушникас; Н.Д. Хациаргириу. (июнь 2005 г.). «Моделирование микросети в режимах работы с подключением к сети и в изолированных режимах». Учеб. Канадской международной конференции по переходным процессам в энергосистеме (IPTS'05) . 113 : 19–23.
- ^ Перейти обратно: а б с Джин, Мин; Фэн, Вэй; Лю, Пин; Марней, Крис; Спанос, Костас (01 февраля 2017 г.). «MOD-DR: Оптимальная диспетчеризация микросети с реагированием на спрос» . Прикладная энергетика . 187 : 758–776. Бибкод : 2017ApEn..187..758J . дои : 10.1016/j.apenergy.2016.11.093 .
- ^ Тенти, Паоло; Кальдогнетто, Томмазо (2019). «О переходе от микросетей к локальной энергетической сети (E-LAN)». Транзакции IEEE в Smart Grid . 10 (2): 1567–1576. дои : 10.1109/TSG.2017.2772327 . S2CID 67872491 .
- ^ Машаех, Салман; Стадлер, Майкл; Кардосо, Гонсалу; Хелено, Мигель (2017). «Подход смешанного целочисленного линейного программирования для оптимального портфеля DER, определения размеров и размещения в мультиэнергетических микросетях» . Прикладная энергетика . 187 : 154–168. Бибкод : 2017ApEn..187..154M . дои : 10.1016/j.apenergy.2016.11.020 .
- ^ Перейти обратно: а б Салех, Махмуд С.; Алтайбани, Аммар; Эса, Юсеф; Мханди, Ясин; Мохамед, Ахмед А. (2015). «Влияние кластеризации микросетей на их стабильность и устойчивость во время отключений электроэнергии» . 2015 Международная конференция по интеллектуальным сетям и экологически чистым энергетическим технологиям (ICSGCE) . стр. 195–200. дои : 10.1109/ICSGCE.2015.7454295 . ISBN 978-1-4673-8732-3 . S2CID 25664994 .
- ^ Драгичевич, Томислав; Лу, Сяонань; Васкес, Хуан; Герреро, Хосеп (2015). «Микросети постоянного тока. Часть I: обзор стратегий управления и методов стабилизации» (PDF) . Транзакции IEEE по силовой электронике : 1. doi : 10.1109/TPEL.2015.2478859 . S2CID 6673928 .
- ^ Драгичевич, Томислав; Лу, Сяонань; Васкес, Хуан К.; Герреро, Хосеп М. (2016). «Микросети постоянного тока — Часть II: Обзор архитектур электропитания, приложений и проблем стандартизации» . Транзакции IEEE по силовой электронике . 31 (5): 3528–3549. Бибкод : 2016ITPE...31.3528D . дои : 10.1109/TPEL.2015.2464277 . S2CID 1031452 .
- ^ Ким, Юн-Су; Ким, Ын-Санг; Мун, Сын Иль (2016). «Стратегия управления частотой и напряжением автономных микросетей с высоким проникновением систем прерывистой возобновляемой генерации». Транзакции IEEE в энергосистемах . 31 (1): 718–728. Бибкод : 2016ITPSy..31..718K . дои : 10.1109/TPWRS.2015.2407392 . S2CID 37857905 .
- ^ Садат, Сейед Али. «Многоцелевой советник по солнечной энергии (SAMA)» . Appropedia, вики по устойчивому развитию . Проверено 26 апреля 2024 г.
- ^ Али Садат, Сейед; Такахаши, Джонатан; Пирс, Джошуа М. (декабрь 2023 г.). «Бесплатный инструмент оптимизации микросетей с открытым исходным кодом: SAMA, многоцелевой советник только по солнечной энергии» . Преобразование энергии и управление . 298 : 117686. Бибкод : 2023ECM...29817686A . дои : 10.1016/j.enconman.2023.117686 . ISSN 0196-8904 .
- ^ Пенья Бальдеррама, JG; Бальдеррама Субиета, С; Ломбарди, Франческо; Стеванато, Н; Салберг, А; Хауэллс, Марк; Коломбо, Э; Куойлен, Сильвен (1 июня 2020 г.). «Включение спроса с высоким разрешением и технико-экономической оптимизации для оценки микросетей в инструмент пространственной электрификации с открытым исходным кодом (OnSSET)» . Энергия для устойчивого развития . 56 : 98–118. Бибкод : 2020ESusD..56...98P . дои : 10.1016/j.esd.2020.02.009 . hdl : 10044/1/86932 . ISSN 0973-0826 . Проверено 19 февраля 2021 г.
- ^ Салех, Махмуд; Эса, Юсеф; Мохамед, Ахмед (2017). «Аппаратное тестирование коммуникационного управления микросетью постоянного тока» . 2017 6-я Международная конференция IEEE по исследованиям и применениям возобновляемых источников энергии (ICRERA) . стр. 902–907. дои : 10.1109/ICRERA.2017.8191190 . ISBN 978-1-5386-2095-3 . S2CID 10845589 .
- ^ Пашаджавид, Эхсан; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам (2015). «Децентрализованная стратегия устранения дефицита электроэнергии в микросетях отдаленных районов». 2015 50-я Международная университетская энергетическая конференция (UPEC) . стр. 1–6. дои : 10.1109/upec.2015.7339865 . ISBN 9781467396820 . S2CID 10350756 .
- ^ доктор медицинских наук Илич ; СХ Лю (1996). Иерархическое управление энергосистемами: его значение в меняющейся отрасли (достижения в области промышленного контроля) . Лондон: Спрингер.
- ^ Брайтор, Андрей-Константин (2022). Расширенное иерархическое управление и анализ устойчивости микросетей постоянного тока . Чам: Спрингер. ISBN 978-3-030-95414-7 .
- ^ Шахния, Фархад; Гош, Ариндам; Раджакаруна, Сумедха; Чандрасена, Руван П.С. (01 февраля 2014 г.). «Первичный уровень управления параллельными распределенными преобразователями энергоресурсов в системе множества взаимосвязанных автономных микросетей в составе самовосстанавливающихся сетей» . Генерация, передача и распределение IET . 8 (2): 203–222. дои : 10.1049/iet-gtd.2013.0126 . S2CID 110232738 .
- ^ Перейти обратно: а б с Бидрам, Али; Давуди, Али (2012). «Иерархическая структура системы управления микросетями». Транзакции IEEE в Smart Grid . 3 (4): 1963–1976. дои : 10.1109/TSG.2012.2197425 . S2CID 37821642 .
- ^ Чандрасена, Руван PS; Шахния, Фархад; Гош, Ариндам; Раджакаруна, Сумедха (2014). «Вторичное управление в микросетях для динамического распределения мощности и регулировки напряжения/частоты». 2014 Конференция Австралазийских университетов по энергетике (AUPEC) . стр. 1–8. дои : 10.1109/aupec.2014.6966619 . hdl : 20.500.11937/11871 . ISBN 9780646923758 . S2CID 1983658 .
- ^ Франсуа-Лаве, Винсент; Таралла, Дэвид; Эрнст, Дэмиен; Фонтено, Рафаэль. Решения глубокого обучения с подкреплением для управления энергетическими микросетями . Европейский семинар по обучению с подкреплением (EWRL 2016). hdl : 2268/203831 .
- ^ IEEE 2030.7
- ^ Ферст, Джонатан; Гавиновский, Ник; Баттрич, Себастьян; Бонне, Филипп (2013). «COSMGrid: настраиваемая готовая микросетка». Глобальная конференция IEEE по гуманитарным технологиям (GHTC) , 2013 г. стр. 96–101. дои : 10.1109/GHTC.2013.6713662 . ISBN 978-1-4799-2402-8 . S2CID 19202084 .
- ^ Стадлер, Майкл (2018). «Гибкая недорогая концепция микросетевого контроллера PV/EV на базе Raspberry Pi» (PDF) . Центр энергетики и инновационных технологий .
- ^ ПРООН в Йемене получает международную премию Эшдена за гуманитарную энергетику.
- ^ Джоэл Спаес (3 июля 2020 г.). «Harmon'Yeu, первое энергетическое сообщество на острове Иль д'Йе, подписало контракт с Engie» . www.pv-magazine.fr . Проверено 27 января 2021 г.
- ^ Набиль Оаким (16 декабря 2020 г.). «В Л’Иль-д’Йе солнце для всех… или почти» . www.lemonde.fr . Проверено 27 января 2021 г.
- ^ Буевич, Максим; Шнитцер, Дэн; Эскалада, Тристан; Жакьяо-Шамски, Артур; Роу, Энтони (2014). «Детальный дистанционный мониторинг, контроль и предоплаченное электроснабжение в сельских микросетях». IPSN-14 Материалы 13-го Международного симпозиума по обработке информации в сенсорных сетях . стр. 1–11. дои : 10.1109/IPSN.2014.6846736 . ISBN 978-1-4799-3146-0 . S2CID 8593041 .
- ^ «Отчет Всемирного банка» .
- ^ Буевич, Максим; Чжан, Сяо; Шнитцер, Дэн; Эскалада, Тристан; Жакьяо-Шамски, Артур; Такер, Джон; Роу, Энтони (01 января 2015 г.). «Краткий доклад: Потери в микросети». Материалы 2-й Международной конференции ACM по встраиваемым системам для энергоэффективной искусственной среды . БилдСис '15. стр. 95–98. дои : 10.1145/2821650.2821676 . ISBN 9781450339810 . S2CID 2742485 .
- ^ Кируби и др. «Общественные электрические микросети могут способствовать развитию сельских районов: опыт Кении». Мировое развитие, том. 37, нет. 7, 2009, стр. 1208–1221.
- ^ «Микросеть на ферме Stone Edge получила экологическую награду Калифорнии» . Знание микросетей . 18 января 2018 г. Проверено 28 июня 2018 г.
- ^ «Ферма Stone Edge — песочница для разработки микросетей | CleanTechnica» . Cleantechnica.com . 24.11.2017 . Проверено 28 июня 2018 г.