长沙直销圣阳蓄电池SSP12-3.5

智能微电网系统分析

 1 微型电网

    微型电网MG是为了发挥分布式电站的优势，避免分布式发电并网对电网的冲击和负面影响而提出的一种新能源分布式发电的组织方式和结构。在负荷中心建立MG模式的终端电网，将本地能源和负荷结合起来进行协调控制和运行，成为大电网的有力补充和有效支撑。

    1.1 微型电网背景 
    在受端电网和负荷中心建设一定容量的分布式发电厂(Distributed generation, DG)，以减少大功率、长距离的输送，减少输配电损耗，支撑本地电网，增强系统稳定性。这些分布式发电厂可利用多种一次能源，特别是生物质能、风能、太阳能等进行发电。随着技术进步，这些分布式发电站的储能技术发展出多种新型环保的设备，除了新型蓄电池，还有飞轮储能、超级电容器、超导储能等。

    面对越来越多的分布式发电要求就近并网的压力，一方面为了减少小电力生产者并网后对电网的冲击；另一方面，在电网故障时，分布式发电必须退出运行，限制了分布式发电的利用。在2002年，美国CERTS(可靠性技术解决方案协会)提出了能更好发挥分布式电站的潜能的一种特殊的电网——微型电网MG的概念。MG综合的多种技术措施中，重要的关键技术是储能技术。MG通过储能装置，储存分布式电源的多余能源，以弥补分布式发电系统的功率缺额。 

    1.2 微型电网相关概念

    目前，国际上对MG尚未形成统一的定义，各种表述不全相同。美国CERTS的定义是，MG是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；MG内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换和控制；它相对于外部电网表现为单一的受控单元，满足用户对电能质量和供电安全的要求。

    MG的基本特点有：

    (1) 由可再生能源、分布式能源为一次能源发电，储能设备、电力电子控制设备是MG必不可少的组成部分；

    (2) MG可接入外部大电网，相对外部大电网MG表现为相对独立的受控单元；

    (3) MG的容量一般很小，电压等级为低压和中压等级；

    (4) MG接近用户，是一个分散的即插即用的系统，为本地提供电能和热能；

    (5) MG可满足用户对电能质量和供电安全的要求；

    (6) MG能与外部电网进行能量交换；

    (7) MG与公共电网单点连接，即可并网运行，又可独立运行。

    MG结构有多种形式。但是，MG的基本单元通常应包括：微能源、储能装置、管理系统和负荷。其中，微能源通常是基于电力电子的，保证MG作为相对独立的单元运行的灵活性和可靠性。 

    2 智能微网系统抽象及分析

    系统抽象是进行系统分析与设计的基础，是在某种计算模式的方法论指导下，理解目标问题与复杂性。常用的一种方法是建立系统的层次模型。在计算机科学和系统科学界已认可“智能系统应该是分层的”这一思想。

    2.1面向组织的抽象框架

    开放复杂智能系统问题表现出明显的社会性，特别是人作为问题求解的主导因素与系统的关键构件之一，需要充分考虑并建立有效的抽象框架，形成开放复杂智能系统的抽象机制。开放复杂智能系统抽象的原则是按照综合集成的思想，将自上而下和自下而上的方法结合起来，获得问题的全面认识。

    在系统抽象方法论的指导下，形成基于多智能体设计系统的成员划分步骤、成员类型清单、成员实体清单、成员关系清单。

    在研究开放复杂智能体系统过程中，定义了ORGANISED框架。ORGANISED框架定义了开放复杂智能体系统中的基本组织成员与关系：组织、组织规则、目标、角色、法则、交互、组织结构、环境以及系统动力学等。

全球能源危机频现，而数据中心一直以来都被带上"耗能大户"的帽子，减少数据中心能耗，提高能源与设备能效。一直都是数据中心所努力的方向。据美国节能联盟资料显示，如果数据中心的能效保持不变，那么数据中心的电费和用电量需求将在不到10年内翻倍。电力资源将会变得更加稀缺与昂贵，那么如果提高数据中心供电系统的供电效率呢?小编为大家总结了一下几点建议：

1、提高设备容量利用率

(1)精细系统容量规划设计，避免设备过渡规划。

(2)采用模块化设计，实现设备容量的动态增长(up设备本身效率调高8%左右)

(3)供电方案优化设计，降方案的复杂性。

2、配置高效"高频机"设备

(1)提高设备本身效率(2%~3%左右)

(2)降低交流输入系统供电设备和线缆的容量和传输耗损(效率提高3%~5%左右)

3、采用380V直流UPS供电系统

提高UPS设备本身和IT设备内开关电源运行效率

4、UPS系统设置"经济运行"模式

提高系统运行效率(10%~12%左右)

5、采用"机架自主储能UPS"或"动态储能UPS"

去掉传统UPS系统，大幅度简化供电方案，提高系统运行效率.

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UPS电源蓄电池使用寿命短原因分析及预防措施.

UPS的分类方法多种多样，按功率大小可以分为大中小三种功率容量;按输出波形可以分为方波、梯形波或者正弦波;按输入输出方式可以分为单相入单相出、三相入单相出或三相入三相出;按工作原理还可以分为动态UPS和静态UPS两大类。动态不间断电源是依靠惯性飞轮存储的动能来维持负载电能供应的连续性的，这种不间断电源具有笨重、噪声大、效率低、切换时间长等缺点，已被静态不间断电源所取代。静态UPS以蓄电池组为储能工具，市电正常时交流市电经整流后变为直流电并将电能存储在蓄电池组中，当市电中断时再由逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电来维持向负载供电。根据工作方式的不同，静态UPS又可分为后备式UPS、在线式UPS、在线互动式UPS和Delta变换型UPS四种类型，下面分别加以介绍。

1.后备式UPS

后备式UPS主要由充电器、蓄电池、逆变器和变压器抽头调压式稳压电源四部分组成。后备式UPS的工作原理如图2所示。后备式UPS具有电路简单、成本低、可靠性高的优点，但是其输出电压稳定精度差，市电掉电时负载供电有一段时间的中断。另外受切换电流和动作时间的限制，输出功率一般较小，一般后备式正弦波输出UPS，容量在2kVA以下，后备式方波输出UPS容量在lkvA以下。

图2　 后备式UPS原理图

2.在线互动式UPS

在线互动式UPS，与在线式UPS相比，它省去了整流器和充电器，而由一个身兼二职的逆变器/充电器模块配以蓄电池组构成，其原理框图如图3所示。

图3　在线互动式UPS原理图

在线互动式UPS具有效率高(可达98%以上)、结构简单、成本低、可靠性高的优点，但是它大部分时间由市电直接给负载供电，输出电压质量差，市电掉电时交流旁路开关存在断开时间，导致UPS输出存在一定时间的电能中断。

3.Delta变换型UPS

Delta变换型UPS又称串并联UPS，它主要由低通滤波器、Delta变换器和主变换器构成，其原理框图如图4所示。

图4　 Delta变换型UPS原理图

Delta变换型UPS的优点是：①、负载电压由主变换器的输出电压决定，输出电能质量好。②、主变换器和Delta变换器只对输出电压的差值进行调整和补偿，它们承担的最大功率仅为输出功率的20%(相当于输入市电电压的变化范围)，所以整机效率高，功率余量大，系统抗过载能力强。③、输入功率因数高，可达99%，输入谐波电流小。但是Delta变换型UPS主电路和控制电路相对复杂，可靠性差。