Les micro-réseaux, également appelés micro-réseaux, sont des systèmes de distribution d'énergie à petite échelle composés de sources d'énergie distribuées, de dispositifs de stockage et de conversion d'énergie, de charges, de dispositifs de surveillance et de protection, etc. Ils alimentent les charges et visent principalement à garantir la fiabilité de l'alimentation électrique.
Qu'est-ce qu'un micro-réseau ?
Un micro-réseau est un système autonome capable d'autocontrôle, de protection et de gestion.Il fonctionne comme un système d'alimentation électrique complet, s'appuyant sur son propre système de contrôle et de gestion pour assurer le contrôle de l'équilibre de puissance, l'optimisation du fonctionnement du système, la détection et la protection contre les pannes, ainsi que la gestion de la qualité de l'énergie.
Objectif et avantages
Le concept de micro-réseaux vise à optimiser l'utilisation des sources d'énergie distribuées, en relevant les défis liés à l'intégration d'un grand nombre de ces sources au réseau électrique. Le développement et l'extension des micro-réseaux peuvent favoriser l'intégration à grande échelle des énergies distribuées et renouvelables, garantissant ainsi un approvisionnement fiable pour différents types de charges. Il constitue 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 distribuées de faible capacité dotées d'interfaces d'électronique de puissance. Parmi celles-ci figurent 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 raccordés côté utilisateur et se caractérisent par un faible coût, une basse tension et une pollution minimale.
Exemple de configuration système
- **Convertisseur de stockage d'énergie** :Un convertisseur de stockage d'énergie bidirectionnel de 50 kW, connecté au réseau/hors réseau, connecté au bus CA de 0,4 kV, permettant un flux d'énergie bidirectionnel.
- **Batterie au 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 des instructions de répartition de niveau supérieur.
Fonctionnalités du système
1. **Réduction des pics de consommation et alimentation de secours** :Ce système est principalement utilisé pour l'écrêtement des pointes de consommation et comme source d'alimentation de secours, évitant ainsi les augmentations de capacité électrique et améliorant la qualité de l'énergie.
2. **Fonctionnalités complètes** :Le système de stockage d'énergie est doté 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, assurant 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, régulant la puissance active et réactive via le mode PQ ou le mode de chute de tension pour répondre aux besoins de charge et de décharge.
- **Gestion des pics d'activité** :Lors des pics de prix de l'électricité ou des périodes de forte demande, le système de stockage d'énergie se décharge sur la charge, permettant ainsi de réduire les pics de consommation et de fournir un complément d'énergie.
- **Transition sans heurt** :Le convertisseur de stockage d'énergie peut passer du mode connecté au réseau au mode îloté (hors réseau) en cas de détection d'une anomalie sur le réseau.
- **Fonctionnement indépendant** :En mode hors réseau, le convertisseur de stockage d'énergie fait office de source de tension principale, fournissant une tension et une fréquence stables aux charges locales.
Convertisseur de stockage d'énergie (PCS)
- **Technologie parallèle avancée** :Permet le fonctionnement parallèle sans restriction de plusieurs machines.
- **Intégration multi-sources** :Peut être connecté directement à des générateurs diesel.
- **Précision élevée du partage de puissance** :Permet d'atteindre un degré de partage de puissance jusqu'à 99 % en mode parallèle avec la source de tension.
- **Changement de mode sans interruption** :Permet une commutation transparente en ligne entre les modes connecté au réseau et hors réseau.
- **Haute efficacité** :Conception matérielle et logicielle optimisée, avec un rendement de conversion pouvant atteindre 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 optionnel basé sur la communication Ethernet MODBUS TCP standard.
3. **Communication BMS** :Le convertisseur de stockage d'énergie communique avec l'unité de gestion de la batterie (BMS) pour la surveillance et la protection de son état.
Système de gestion technique du bâtiment (GTB)
Le système de gestion de batterie (BMS) surveille la tension, le courant, l'état d'isolation, l'état de charge (SOC) et d'autres paramètres de la batterie. Il garantit la sécurité et la fiabilité de son fonctionnement, en fournissant des alertes et une protection d'urgence en cas de panne potentielle.
Système EMS
Le système de gestion de l'énergie (SGE) est le système de gestion de haut niveau du système de stockage d'énergie. Il assure la surveillance, l'analyse des données et la planification en temps réel, garantissant ainsi une alimentation électrique fiable et une meilleure rentabilité 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 optimisée pour le stockage d'énergie et la coordination de la charge.
- **Alertes événementielles** :Système d'alerte à plusieurs niveaux avec seuils et mesures de réponse ajustables.
- **Gestion des rapports** :Fonctionnalités complètes de statistiques, d'analyse et de reporting des données.
- **Gestion de la sécurité** :Configuration des autorisations d'exploitation du système pour garantir un fonctionnement sécurisé.
Sécurité et surveillance
- **Surveillance complète** :Système de surveillance vidéo multicanal couvrant les équipements clés et les zones d'exploitation, prenant en charge le stockage à long terme des données vidéo.
- **Systèmes d'incendie et de CVC** :Mesures de refroidissement et de protection contre l'incendie distinctes pour les compartiments d'équipement et de batterie, utilisant des systèmes d'extinction d'incendie avancés comme l'heptafluoropropane pour une gestion efficace et sûre des incendies.
En résumé, les micro-réseaux constituent une avancée majeure pour la mise en place de solutions d'approvisionnement énergétique flexibles, efficaces et fiables, notamment grâce à l'intégration de sources d'énergie distribuées et renouvelables. En s'appuyant sur des technologies de pointe et des systèmes de gestion complets, les micro-réseaux ouvrent la voie aux réseaux intelligents de demain.
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Date de publication : 31 juillet 2024
