Welke potentiële problemen kunnen optreden bij het verbinden van een AC-microgrid met een DC-verdeelsysteem

Bij het verbinden van een AC-microgrid met een DC-verdeelsysteem kunnen verschillende potentiële problemen optreden. Hier volgt een gedetailleerde analyse van deze problemen:

1. Kwaliteitsproblemen van de energievoorziening

• Spanningsfluctuaties en stabiliteit: Spanningsfluctuaties in AC-microgrids kunnen de stabiliteit van DC-verdeelsystemen beïnvloeden. DC-systemen hebben hogere eisen aan spanningsstabiliteit, en elke fluctuatie kan leiden tot een achteruitgang in systeemprestaties of schade aan apparatuur.

• Harmonische vervuiling: Niet-lineaire belastingen in AC-microgrids kunnen harmonischen genereren, die via omvormers het DC-systeem kunnen binnendringen, waardoor de kwaliteit van de energievoorziening in het DC-systeem wordt beïnvloed.

2. Problemen met regeling en bescherming

• Complexiteit van de regeling: De regelstrategieën voor AC-microgrids en DC-verdeelsystemen verschillen, waarbij AC-systemen rekening moeten houden met frequentie- en fasecontrole, terwijl DC-systemen zich voornamelijk richten op spanningcontrole. Het verbinden van de twee zal de complexiteit van het regelsysteem vergroten, wat noodzakelijk maakt dat meer ingewikkelde regelalgoritmen worden ontworpen.

• Beschermingsmechanismen: De beschermingsmechanismen voor AC- en DC-systemen verschillen, waarbij AC-systemen afhankelijk zijn van circuitbrekers en relais, terwijl DC-systemen gespecialiseerde DC-beschermingsapparatuur vereisen. De beschermingsmechanismen die de twee verbinden, moeten worden herontworpen om ervoor te zorgen dat er snel gereageerd kan worden en foutgebieden geïsoleerd kunnen worden bij het optreden van een storing.

3. Problemen met compatibiliteit van apparatuur

• Omvormers en rectifiers: Een conversie tussen AC-microgrids en DC-verdeelsystemen is nodig via omvormers en rectifiers. De prestaties en efficiëntie van deze apparaten beïnvloeden direct de algehele prestaties van het systeem. Het ontwerp van omvormers en rectifiers moet rekening houden met de eisen van bidirectionele energiestroom en hoge efficiëntie.

• Energiereservesysteem: AC-microgrids bevatten doorgaans energiereservesystemen, die bij aansluiting op DC-verdeelsystemen een passende conversie en beheersing vereisen om een efficiënte energiegebruik en systeemstabiliteit te waarborgen.

4. Economische en kostenproblemen

• Apparaatkosten: Het verhogen van het aantal omvormers en rectifiers zal de initiële investeringskosten van het systeem doen stijgen. Daarnaast zullen complexe regelsystemen en beschermingsapparatuur ook de exploitatie- en onderhoudskosten verhogen.

• Exploitatiekosten: Bidirectionele energiestroom en frequente conversies kunnen leiden tot energieverlies, waardoor de exploitatiekosten van het systeem stijgen.

5. Betrouwbaarheidsproblemen

• Systeembetrouwbaarheid: De betrouwbaarheid van AC-microgrids en DC-verdeelsystemen verschilt, en het systeem dat de twee verbindt, moet rekening houden met de algemene betrouwbaarheid. Een storing in één van beide partijen kan de normale werking van het gehele systeem beïnvloeden.

• Verspreiding van storingen: Storingen in AC-systemen kunnen via omvormers en rectifiers naar het DC-systeem overgaan, en vice versa. Dit maakt het noodzakelijk effectieve mechanismen voor storingisoleren en -herstellen te ontwerpen.

6. Problemen met normen en specificaties

Ontbreken van uniforme normen: Momenteel zijn de normen en voorschriften voor AC-microgrids en DC-verdeelsystemen niet volledig verenigd. Systemen die de twee verbinden, moeten voldoen aan verschillende normen, wat kan leiden tot compatibiliteits- en interoperabiliteitsproblemen.

Samengevat, bij het verbinden van een AC-microgrid met een DC-verdeelsysteem is het nodig rekening te houden met diverse aspecten zoals kwaliteit van de energievoorziening, regeling en bescherming, compatibiliteit van apparatuur, economie, betrouwbaarheid en normen en specificaties. Het oplossen van deze problemen vereist interdisciplinaire samenwerking en technologische innovatie.