Microgrids Conectados à Rede vs. Microgrids Isolados: Principais Diferenças e Requisitos de Equipamentos

Microgrids have two basic operating modes: grid-connected and off-grid. The two differ clearly in control logic, equipment selection, and protection settings. Understanding these differences is the basis for equipment selection in the early stage of a project.

1. How the Two Types of Microgrids Work

In grid-connected operation, the microgrid is connected to the external main grid through the point of common coupling (PCC). The main grid is responsible for keeping voltage and frequency stable. The distributed generators and energy storage inside the microgrid follow the grid and mainly cooperate rather than support. The external grid acts like a very large voltage source and frequency source, and it absorbs the fluctuations of the microgrid.

In operatione extra rete, PCC disiungitur, et microrete fit parvum systema electricum independentis. Nulla est origo externa ad quam confidere possit. Storatio energiae, photovoltaica, generatoria diesel, et aliae origines intra microretiem se ipsae voltationem et frequentionem constituere debent, atque generationem et onus continue aequilibrare. Modus controlis mutatur ab sequendo rete ad active subtenendum, et difficultas notabiliter crescit.

Switching inter duos modos dividitur in commutationem planam et commutationem non-planam. Commutatio plana tempus praeparationis habet: generatio interna et onus primo adiustari possunt, deinde microgrid sine difficultate disiungi potest. Commutatio non-plana saepe per defectum rete excitatur. Post detectionem anormalitatis, controller cito disiungere debet et accumulationem energiae vel fontem auxiliarium ad sumendum incumbit, dum quaedam onera non-criticalia amittuntur ut systema parvum ab overloading et ruina prohibeatur. Cum rursus a modo off-grid ad modum grid-connected revertitur, synchronizatio voltatis, frequentiae et phasis primum perficienda est. Alioquin, currus impulsivus in momento clausurae orietur et instrumenta laedere potest.

2. Difficultates technicae operationis off-grid durante interruptione electricitatis

Post defectum potentiae publicae et transitum systematis ad operationem off-grid, maior mutatio est quod inertia systematis evanescit . Rete principalis multas machinas rotantes habet, quae naturaliter inerziam praebent et mutationes frequentiae, quae ex subitis mutationibus oneris oriuntur, attenare possunt. Microretia extra retem parva sunt, et instrumenta electronica potentiae, ut conversores accumulationis energiae, eandem inerziam physicam praebere non possunt. Frequentia et voltatio ad perturbationes celerius et cum maiore amplitudine respondent.

Haec tria problemata specifica afferunt. Primum, regulatio celeris frequentiae et voltationis . In modo extra retis, conversor accumulationis energiae ab modo sequentis retem ad modum formantis retem commutare debet et activo modo referentiam voltationis et frequentiae constituere. Hoc multo difficilius est regere quam in modo coniuncto reti. Secundum, lenitas commutationis non praeparatae . Si voltatio aut frequentia durante commutatione nimis decrescat, onera sensibilia interrumpi aut laedi possunt. Ergo, controllo commutationis statum agnoscere et strategiam mutare intra milliseconda necesse est. Tertium, mutationes in systemate terrae . Cum conectitur ad rete, terra disposita est a rete principali. Post disjunctionem ab rete, methodus terrae mutari potest, quod directe afficit viam currentis defectus et rectitudinem operationis protectionis.

3. Diversae exigentiae pro transformatoribus, interruptoribus et systematibus protectionis

Transformatores

In architectura retis coniuncti, capacitas transformatoris praecipue a potestate inter microretiem et retiem commutata determinatur, et gruppus vectorialis ac ratio ad tensionem retis adaptantur. In architectura retis disiuncti, transformator etiam tensionem stabiliter servare debet sub onere parvo et oneribus impulsivis, ideo facultas regulandi tensionem et designatio impedantiae ulterius exiguntur. Cum capacitas curtis circuitus limitata est, impedantia transformatoris etiam ad limitandam currentem defectus iuvat. Transformatores distributionis et transformatores sicci Zhongmeng possunt gruppos vectoriales et configurationes regulandi tensionis secundum capacitatem microretis et proprietates oneris adaptare, ut ad diversa prioritates duarum architecturarum accommodentur.

Commutator electric

The boundary between grid-connected and off-grid operation is usually set at the PCC. The switch at this point needs bidirectional breaking capability: it must quickly cut off when the grid fails to prevent the microgrid from feeding power back into the faulted grid, and it must also open reliably when off-grid operation is needed. Zhongmeng's high- and low-voltage switchgear and prefabricated cabin equipment are pre-assembled and tested in the factory. On site, only the lines need to be connected, which suits microgrid projects that require fast deployment.

Systemata Protectionis

Hoc est regio ubi maxima differentia inter duos architecturas invenitur. In operatione reti coniuncta, currentes defectus praecipue a rete principali suppeditantur, et nivellus currentis curtocircuitus relativus altus est. Post mutationem ad operationem reti disiunctam, currentes curtocircuitus unice a fontibus distributis intra microretiem suppeditantur et fortasse tantum fractio valoris reti coniuncti sunt. Si parametri protectionis adhuc pro conditionibus reti coniunctae constituti sunt, relais fortasse defectus in modo reti disiunctae non detegit et non operatur. Ideo systema protectionis adaptabilitatem in utroque modo habere debet, aut saltem gruppos parametrorum protectionis commutare potest cum modo mutatur. Interfacies retis etiam protectionem bidirectionalem requirit ut defectus tam in parte retis quam in parte microretis amplectatur. Apparatus protectionis et controlis Zhongmeng integrari possunt cum apparatus interruptivis et transformatoribus in pacheto completo, quod pericula coordinati inter apparatus ab diversis fornitoribus minuit.

4. Problemas de Variatio de Tensione, Frequentia, e Carico in Sistemas Extra-Grid

In modo extra-grid, tensione e frequentia non sunt plus supportate per le rete principal. Illos es regulate in tempore real per le fontes de controlo principal, tal como convertitores de immagazinamento de energia o generator diesel. Le objectivo usual de operation es mantener le frequentia circa 50 Hz e le deviation de tensione intra un intervallo acceptabile pro le caricos. In operation real, tamen, le cambios in le output de PV e le initiation e arresto de caricos grande causa ambas perturbationes.

Variatio oneris est examen directissimum pro systemate extra rete. Cum motor magnus relativus incipit, fortasse statim deprimet tensionem systematis. Cum productio PV subito decrescit propter opacitatem nubium, frequencia potest augeri. Controllo extra rete stabile manere debet sub talibus perturbationibus continuatis. Simul, depositum energiae batteriae cito debet potestatem accipere et emittere ut fluctuationes leniret, et, si necesse sit, onera non critica per ordinem praerogativum amitteret. Normae iam exigunt ut tempus commutationis ab extra rete ad in rete non superet 10 ms, sed hoc valde altas requiritur consistentias in velocitate responsionis controllerum et interruptorum.

5. Parametri Electrici Confirmandi in Prima Fase Proiecti

Quo clarius parametri in prima fase sunt, eo minus laboris repetiti erit in selectione apparatus et in dispositione protectionis. Sequentes parametri primo confirmari debent:

Nivelis currentis curtocircuitus. Currentes minima et maxima in casu curtis circuitus separatim obtineri debent pro conditionibus coniunctis ad rete et non-coniunctis ad rete. In modo coniuncto ad rete, hae currentes a rete et ab originibus distributis simul praebentur. In modo non-coniuncto ad rete, hae currentes a solis originibus distributis praebentur. Haec duo possunt inter se differre per plures vicis. Hoc est fundamentum directum pro electione capacitas interruptivae apparatus commutatorii et pro determinatione valorum protectionis.

Modus terrae connexions. Modi terrae connexions in parte retis et in parte microretis coordinati esse debent. Modus terrae connexions neutri determinat magnitudinem et viam currentis defectus ad terram unius fasis et etiam afficit electionem gruppi vectorialis transformatoris. Post operationem non-coniunctam ad rete, conditio terrae connexions mutari potest; ideo dispositio terrae connexions ante et post commutationem in statu designandi definita esse debet.

Parametri transformatoris. Haec includunt capacitatem nominalem, rationem tensionis, grupum vectoriale, tensionem impedantiam et methodum regulandi tensionem. Capacitas seligi potest secundum maximam potentiam continuam inter microreticulam et reticulam externam, et facultas incipendi onera impetuosae in modo extra-reticulari etiam examinanda est.

Characteristicae harmonicorum. Spectrum harmonicum, ordo et contentum invertorum et onerum non linearium praesciri debent. Harmonica influunt qualitatem energiae et etiam causare possunt calefactionem additivam transformatorum et resonancem condensatorum. In electione, capacitas tolerandi harmonicas vel mensurae mitigandi ea aptandae sunt.

Limites frequentialis et tensionalis permissores. Limites operationis in utroque statu (conecto ad reticulam et extra reticulam), necnon deviationes transitoriae permissores durante commutatione, definire debentur. Haec indicia directe determinant strategiam controllem converteris et parametra protectionis.

Classificatio onerum et maximum onus impetuosum. Un systema extra-reticular habet capacitate limitate. On debe distinguer inter oneribus critic e non-critic, e confirmar le methodo de initiation e le currente de initiation del motores singule plus grande. Isto determina le capacitate de supercarga requirite del convertitor de immagazinamento de energia e le limite del strategia de reduction de onere extra-reticular.

Punctos de integration del producto Zhongmeng: Parametri suprascripti in fine debent implementari in apparatum specificum. Transformatoribus distributionis incumbit conversio tensionis et adaptatio impedantiae. Apparatus interruptivus regit aperturam/clausuram puncti connexionis communis (PCC) et protectionem circuitus. Apparatus distributionis ad usum specialem integrat transformatores, apparatus interruptivos, systemata protectionis et regulae, et systemata supervisionis in cellulas praefabricatas vel substationes montatas in basi, quae errores coordinationis in tempore confectionis in loco minuunt. Si correntes curtocircuitus, modus terrae, harmonicae, et proprietates oneris confirmantur in primo statu operis, apparatus completus ad conditiones operationis reales ad usum specialem confici potest, non autem per compromissa passiva circa productos normales.

6. Scenarii Applicationis

7. Quaestiones saepissime propositae

Q: Quae est principalis differentia inter microretes coniunctas ad retem et microretes off-grid?

A: Principalis differentia in logica controlis consistit. In modo coniuncto ad retem, rete principalis externa praebet referentiam tensionis et frequentiae, et microrete rete sequitur. In modo off-grid, microrete suam ipsam tensionem et frequentiam per interna deposita energiae et generatores constituere debet, quod controlum multo magis complexum reddit.

Q: Cur systema protectionis inter utrasque architecturas differt?

A: Nivelus currentus corticis varia valde. In modo coniuncto ad rete, rete principale supplet currentum defectus altum. In modo disiuncto ab rete, solum fontes distributi supplerent currentum defectus, quod fortasse tantum pars minuta valoris coniuncti ad rete esset. Configurationes protectionis ad conditiones coniunctas ad rete designatae forsan non possunt defectus in modo disiuncto ab rete detegere; ideo protectio adaptiva vel gruppi configurationum commutabilium requiruntur.

Q: Quae tempus commutationis requiritur dum transimus a modo disiuncto ab rete ad modum coniunctum ad rete?

A: Normae industriae exigunt tempus commutationis a modo disiuncto ab rete ad modum coniunctum ad rete non ultra 10 ms esse. Hoc onera valde magna imponit celeritati responsionis controllerum et interruptorum, et exactam synchronisationem tensionis, frequentiae, et phasis ante reconnectionem requirit.

Q: Quae est functio transformatorum in microrete?

A: Transformatoribus curant conversionem voltatis et adaptationem impedantiae inter microretiem et retiem externam. In modo extra-retis, etiam stabilitatem voltatis servare debent sub condicionibus oneris levis et oneris impulsivae. Impedantia transformatorum etiam adiuvat limitare currentem defectus, cum capacitas curtocircuitus restringitur.

Q: Quae parametra electrica in primo statu projectus microretis confirmanda sunt?

A: Parametra principalia sunt: nivelli currentis curtocircuitus pro utroque modo, modus terrae connexae, parametra transformatorum (capacitas, ratio, gruppus vectorialis, impedantia), proprietates harmonicorum, limites permissoe frequentiae et voltatis, et classificatio onerum cum maximo onere impulsivo. Confirmatio horum parametrorum in primo statu minuit opus repetendum in electione instrumentorum et in regulando protectionibus.