長沙直銷圣陽蓄電池SSP12-3.5

智能微電網系統分析

 1 微型電網

    微型電網MG是為了發揮分布式電站的優勢，避免分布式發電并網對電網的沖擊和負面影響而提出的一種新能源分布式發電的組織方式和結構。在負荷中心建立MG模式的終端電網，將本地能源和負荷結合起來進行協調控制和運行，成為大電網的有力補充和有效支撐。

    1.1 微型電網背景 
    在受端電網和負荷中心建設一定容量的分布式發電廠(Distributed generation, DG)，以減少大功率、長距離的輸送，減少輸配電損耗，支撐本地電網，增強系統穩定性。這些分布式發電廠可利用多種一次能源，特別是生物質能、風能、太陽能等進行發電。隨著技術進步，這些分布式發電站的儲能技術發展出多種新型環保的設備，除了新型蓄電池，還有飛輪儲能、超級電容器、超導儲能等。

    面對越來越多的分布式發電要求就近并網的壓力，一方面為了減少小電力生產者并網后對電網的沖擊；另一方面，在電網故障時，分布式發電必須退出運行，限制了分布式發電的利用。在2002年，美國CERTS(可靠性技術解決方案協會)提出了能更好發揮分布式電站的潛能的一種特殊的電網——微型電網MG的概念。MG綜合的多種技術措施中，重要的關鍵技術是儲能技術。MG通過儲能裝置，儲存分布式電源的多余能源，以彌補分布式發電系統的功率缺額。 

    1.2 微型電網相關概念

    目前，國際上對MG尚未形成統一的定義，各種表述不全相同。美國CERTS的定義是，MG是一種由負荷和微型電源共同組成的系統，它可同時提供電能和熱量；MG內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換和控制；它相對于外部電網表現為單一的受控單元，滿足用戶對電能質量和供電安全的要求。

    MG的基本特點有：

    (1) 由可再生能源、分布式能源為一次能源發電，儲能設備、電力電子控制設備是MG必不可少的組成部分；

    (2) MG可接入外部大電網，相對外部大電網MG表現為相對獨立的受控單元；

    (3) MG的容量一般很小，電壓等級為低壓和中壓等級；

    (4) MG接近用戶，是一個分散的即插即用的系統，為本地提供電能和熱能；

    (5) MG可滿足用戶對電能質量和供電安全的要求；

    (6) MG能與外部電網進行能量交換；

    (7) MG與公共電網單點連接，即可并網運行，又可獨立運行。

    MG結構有多種形式。但是，MG的基本單元通常應包括：微能源、儲能裝置、管理系統和負荷。其中，微能源通常是基于電力電子的，保證MG作為相對獨立的單元運行的靈活性和可靠性。 

    2 智能微網系統抽象及分析

    系統抽象是進行系統分析與設計的基礎，是在某種計算模式的方法論指導下，理解目標問題與復雜性。常用的一種方法是建立系統的層次模型。在計算機科學和系統科學界已認可“智能系統應該是分層的”這一思想。

    2.1面向組織的抽象框架

    開放復雜智能系統問題表現出明顯的社會性，特別是人作為問題求解的主導因素與系統的關鍵構件之一，需要充分考慮并建立有效的抽象框架，形成開放復雜智能系統的抽象機制。開放復雜智能系統抽象的原則是按照綜合集成的思想，將自上而下和自下而上的方法結合起來，獲得問題的全面認識。

    在系統抽象方法論的指導下，形成基于多智能體設計系統的成員劃分步驟、成員類型清單、成員實體清單、成員關系清單。

    在研究開放復雜智能體系統過程中，定義了ORGANISED框架。ORGANISED框架定義了開放復雜智能體系統中的基本組織成員與關系：組織、組織規則、目標、角色、法則、交互、組織結構、環境以及系統動力學等。

全球能源危機頻現，而數據中心一直以來都被帶上"耗能大戶"的帽子，減少數據中心能耗，提高能源與設備能效。一直都是數據中心所努力的方向。據美國節能聯盟資料顯示，如果數據中心的能效保持不變，那么數據中心的電費和用電量需求將在不到10年內翻倍。電力資源將會變得更加稀缺與昂貴，那么如果提高數據中心供電系統的供電效率呢?小編為大家總結了一下幾點建議：

1、提高設備容量利用率

(1)精細系統容量規劃設計，避免設備過渡規劃。

(2)采用模塊化設計，實現設備容量的動態增長(up設備本身效率調高8%左右)

(3)供電方案優化設計，降方案的復雜性。

2、配置高效"高頻機"設備

(1)提高設備本身效率(2%~3%左右)

(2)降低交流輸入系統供電設備和線纜的容量和傳輸耗損(效率提高3%~5%左右)

3、采用380V直流UPS供電系統

提高UPS設備本身和IT設備內開關電源運行效率

4、UPS系統設置"經濟運行"模式

提高系統運行效率(10%~12%左右)

5、采用"機架自主儲能UPS"或"動態儲能UPS"

去掉傳統UPS系統，大幅度簡化供電方案，提高系統運行效率.

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UPS電源蓄電池使用壽命短原因分析及預防措施.

UPS的分類方法多種多樣，按功率大小可以分為大中小三種功率容量;按輸出波形可以分為方波、梯形波或者正弦波;按輸入輸出方式可以分為單相入單相出、三相入單相出或三相入三相出;按工作原理還可以分為動態UPS和靜態UPS兩大類。動態不間斷電源是依靠慣性飛輪存儲的動能來維持負載電能供應的連續性的，這種不間斷電源具有笨重、噪聲大、效率低、切換時間長等缺點，已被靜態不間斷電源所取代。靜態UPS以蓄電池組為儲能工具，市電正常時交流市電經整流后變為直流電并將電能存儲在蓄電池組中，當市電中斷時再由逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉變為交流電來維持向負載供電。根據工作方式的不同，靜態UPS又可分為后備式UPS、在線式UPS、在線互動式UPS和Delta變換型UPS四種類型，下面分別加以介紹。

1.后備式UPS

后備式UPS主要由充電器、蓄電池、逆變器和變壓器抽頭調壓式穩壓電源四部分組成。后備式UPS的工作原理如圖2所示。后備式UPS具有電路簡單、成本低、可靠性高的優點，但是其輸出電壓穩定精度差，市電掉電時負載供電有一段時間的中斷。另外受切換電流和動作時間的限制，輸出功率一般較小，一般后備式正弦波輸出UPS，容量在2kVA以下，后備式方波輸出UPS容量在lkvA以下。

圖2　 后備式UPS原理圖

2.在線互動式UPS

在線互動式UPS，與在線式UPS相比，它省去了整流器和充電器，而由一個身兼二職的逆變器/充電器模塊配以蓄電池組構成，其原理框圖如圖3所示。

圖3　在線互動式UPS原理圖

在線互動式UPS具有效率高(可達98%以上)、結構簡單、成本低、可靠性高的優點，但是它大部分時間由市電直接給負載供電，輸出電壓質量差，市電掉電時交流旁路開關存在斷開時間，導致UPS輸出存在一定時間的電能中斷。

3.Delta變換型UPS

Delta變換型UPS又稱串并聯UPS，它主要由低通濾波器、Delta變換器和主變換器構成，其原理框圖如圖4所示。

圖4　 Delta變換型UPS原理圖

Delta變換型UPS的優點是：①、負載電壓由主變換器的輸出電壓決定，輸出電能質量好。②、主變換器和Delta變換器只對輸出電壓的差值進行調整和補償，它們承擔的最大功率僅為輸出功率的20%(相當于輸入市電電壓的變化范圍)，所以整機效率高，功率余量大，系統抗過載能力強。③、輸入功率因數高，可達99%，輸入諧波電流小。但是Delta變換型UPS主電路和控制電路相對復雜，可靠性差。