Les micro-réseaux, également appelés micro-réseaux, sont des systèmes de distribution d'électricité à petite échelle composés de sources d'énergie décentralisées, de dispositifs de stockage d'énergie, de dispositifs de conversion d'énergie, de charges, de dispositifs de surveillance et de protection, etc. Ils alimentent les charges et assurent principalement la fiabilité de l'alimentation électrique.
Qu'est-ce qu'un micro-réseau ?
Un micro-réseau est un système autonome capable de s’autocontrôler, de se protéger et de se gérer.Il fonctionne comme un système d'alimentation complet, s'appuyant sur son propre contrôle et sa propre gestion pour réaliser le contrôle de l'équilibre de puissance, l'optimisation du fonctionnement du système, la détection et la protection des défauts et la gestion de la qualité de l'énergie.
Objectif et avantages
Le concept de micro-réseaux vise à assurer une application flexible et efficace des sources d'énergie décentralisées, répondant ainsi aux défis liés à l'intégration d'un grand nombre de sources d'énergie décentralisées et diversifiées au réseau. Le développement et l'extension des micro-réseaux peuvent favoriser l'intégration à grande échelle des sources d'énergie décentralisées et renouvelables, garantissant ainsi un approvisionnement fiable à divers types de charges. Il s'agit d'un moyen efficace de faire évoluer les réseaux électriques traditionnels vers des réseaux intelligents.
Composants clés d'un micro-réseau
Les micro-réseaux sont généralement constitués de sources d'énergie décentralisées de petite capacité, dotées d'interfaces électroniques de puissance. On y trouve notamment des microturbines à gaz, des piles à combustible, des cellules photovoltaïques, de petites éoliennes et des dispositifs de stockage d'énergie tels que des supercondensateurs, des volants d'inertie et des batteries. Ces composants sont connectés côté utilisateur et se caractérisent par un faible coût, une faible tension et une pollution minimale.
Exemple de configuration système
- **Convertisseur de stockage d'énergie** :Un convertisseur de stockage d'énergie bidirectionnel connecté au réseau/hors réseau de 50 kW, connecté au bus CA 0,4 KV, permettant un flux d'énergie bidirectionnel.
- **Batterie lithium fer phosphate** :110 kWh
- **EMS et BMS** :Systèmes qui contrôlent la charge et la décharge du système de stockage d'énergie et surveillent les informations sur l'état de charge de la batterie en fonction d'instructions de répartition de niveau supérieur.
Caractéristiques du système
1. **Écrasement des pics et alimentation de secours** :Le système est principalement utilisé pour l'écrêtement des pointes et comme source d'alimentation de secours, évitant ainsi les augmentations de capacité électrique et améliorant la qualité de l'énergie.
2. **Fonctionnalité complète** :Le système de stockage d'énergie dispose de fonctions complètes de communication, de surveillance, de gestion, de contrôle, d'alerte précoce et de protection, garantissant un fonctionnement sûr à long terme.
3. **Communication et surveillance avancées** :Le système BMS communique avec le système EMS et directement avec le PCS via le bus RS485, permettant ainsi une surveillance et une protection complètes de la batterie.
Stratégie opérationnelle
- **Interaction avec la grille** :Le système de stockage d'énergie peut fonctionner en mode connecté au réseau, en régulant la puissance active et réactive via le mode PQ ou le mode droop pour répondre aux besoins de charge et de décharge.
- **Gestion des pics** :Pendant les périodes de pointe des prix de l'électricité ou de forte charge, le système de stockage d'énergie se décharge sur la charge, permettant ainsi de réduire les pointes de consommation et de compléter l'énergie.
- **Transition transparente** :Le convertisseur de stockage d'énergie peut passer du mode connecté au réseau au mode îlot (hors réseau) lors de la détection d'une anomalie du réseau.
- **Fonctionnement indépendant** :En mode hors réseau, le convertisseur de stockage d’énergie agit comme source de tension principale, fournissant une tension et une fréquence stables aux charges locales.
Convertisseur de stockage d'énergie (PCS)
- **Technologie parallèle avancée** :Prend en charge le fonctionnement parallèle sans restriction de plusieurs machines.
- **Intégration multi-sources** :Peut se connecter directement aux générateurs diesel.
- **Précision de partage de puissance élevée** :Atteint un degré de partage de puissance allant jusqu'à 99 % en mode parallèle de source de tension.
- **Changement de mode transparent** :Prend en charge la commutation transparente en ligne entre les modes connecté au réseau et hors réseau.
- **Haute efficacité** :Conception matérielle et logicielle optimisée, avec une efficacité de conversion allant jusqu'à 98,7 %.
- **Longue durée de vie** :Conçu pour une durée de vie de 20 ans.
Méthodes de communication
1. **Communication Ethernet** :Connexion directe entre le port RJ45 du convertisseur de stockage d'énergie et le port RJ45 de l'ordinateur supérieur pour la surveillance.
2. **Communication RS485** :Schéma de communication RS485 en option basé sur la communication Ethernet MODBUS TCP standard.
3. **Communication BMS** :Le convertisseur de stockage d'énergie communique avec l'unité de gestion de batterie BMS pour la surveillance et la protection de l'état.
Système BMS
Le système de gestion de batterie (BMS) surveille la tension, le courant, l'état d'isolation, l'état de charge et bien plus encore de la batterie. Il garantit la sécurité et la fiabilité du fonctionnement de la batterie, en fournissant des alertes et une protection d'urgence en cas de panne potentielle.
Système EMS
Le système de gestion de l'énergie (EMS) est le système de gestion de haut niveau du système de stockage d'énergie. Il se concentre sur la surveillance, l'analyse des données et la planification en temps réel. Il garantit une alimentation électrique fiable et optimise l'économie du système.
Fonctions clés :
- **Surveillance des appareils** :Surveillance et contrôle des données en temps réel des équipements du système.
- **Gestion de l'énergie** :Stratégie de contrôle d'optimisation pour le stockage d'énergie et la coordination de la charge.
- **Alertes d'événements** :Système d'alerte à plusieurs niveaux avec seuils réglables et mesures de réponse.
- **Gestion des rapports** :Fonctionnalités complètes de statistiques, d'analyse et de reporting de données.
- **Gestion de la sécurité** :Configuration de l'autorité d'exploitation du système pour garantir un fonctionnement sécurisé.
Sécurité et surveillance
- **Surveillance complète** :Surveillance de sécurité vidéo multicanal couvrant les équipements clés et les espaces d'exploitation, prenant en charge le stockage de données vidéo à long terme.
- **Systèmes d'incendie et de CVC** :Mesures de refroidissement et de protection contre les incendies séparées pour les compartiments d'équipement et de batterie, utilisant des systèmes avancés d'extinction d'incendie comme l'heptafluoropropane pour une gestion efficace et sûre des incendies.
En résumé, les micro-réseaux représentent une avancée significative pour la mise en place de solutions d'approvisionnement énergétique flexibles, efficaces et fiables, notamment grâce à l'intégration de sources d'énergie décentralisées et renouvelables. Grâce à des technologies avancées et à des systèmes de gestion complets, les micro-réseaux ouvrent la voie à l'avenir des réseaux intelligents.
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Date de publication : 31 juillet 2024
