L’essentiel du stockage d’énergie : qu’est-ce qu’un micro-réseau ?

1. Qu'est-ce qu'un microgrid ?

Un microréseau fait référence à un petit système électrique composé de sources d’énergie distribuées, de charges, de stockage d’énergie, de transformation et de distribution d’énergie et d’un système de contrôle.

Malgré sa petite taille, un micro-réseau possède toutes les capacités nécessaires. Il s'agit d'un système électrique autonome, capable de s'autocontrôler, de se protéger et de se gérer. Il dispose de fonctions complètes de production, de distribution et de consommation d'électricité, optimisant ainsi efficacement l'énergie au sein du réseau.

2. Quelle est la différence entre un micro-réseau et un grand réseau électrique ?

Un micro-réseau n'est pas un « grand réseau électrique miniature ». Il s'agit plutôt d'un concept relatif au grand réseau électrique traditionnel. Les grands réseaux électriques traditionnels reposent principalement sur une communication unidirectionnelle, l'électricité circulant des centrales électriques aux consommateurs couche par couche via des lignes de transmission. Les micro-réseaux, quant à eux, utilisent un modèle de communication bidirectionnel, permettant la production et l'équilibrage d'électricité au niveau local, optimisant ainsi l'efficacité énergétique.

Les micro-réseaux diffèrent considérablement des grands réseaux électriques traditionnels dans leurs fonctions, leur structure et leur fonctionnement :

■ Les micro-réseaux s'appuient principalement sur des sources d'énergie distribuées, utilisant systèmes de stockage d'énergie et des dispositifs de contrôle pour la régulation afin de répondre à la demande de charge.

■ Les micro-réseaux permettent un fonctionnement autonome du réseau. En cas de panne du réseau principal, ils peuvent se déconnecter rapidement du réseau principal et continuer à alimenter les charges critiques de manière autonome.

■ La planification et la conception du micro-réseau déterminent principalement le plan de construction optimal du système en fonction de la consommation énergétique globale, de la distribution des ressources et des conditions du réseau existant, répondant aux exigences énergétiques économiques, fiables et respectueuses de l'environnement.

Les micro-réseaux offrent donc de nouvelles solutions en termes de conservation de l’énergie, de protection de l’environnement, de réduction des coûts et d’amélioration de l’efficacité.

3. Pourquoi construire des micro-réseaux alors que la technologie traditionnelle de construction du réseau principal est très mature ?

La construction de micro-réseaux peut absorber efficacement de nouvelles énergies et répondre aux principaux défis associés au fonctionnement connecté au réseau de diverses sources d’énergie distribuées.

Énergie renouvelable Les sources d'énergie telles que l'énergie solaire et éolienne sont très intermittentes et aléatoires, et fortement influencées par l'environnement. Les instabilités de tension et de fréquence sont fréquentes, ce qui peut avoir de graves répercussions sur le réseau électrique principal. Les recherches existantes montrent que l'intégration de sources d'énergie décentralisées au réseau, sous forme de micro-réseaux, et leur soutien au réseau principal constituent un moyen efficace d'optimiser l'efficacité des sources d'énergie décentralisées. Les micro-réseaux et les grands réseaux électriques se complètent et peuvent jouer un rôle plus important, notamment dans les zones non couvertes par les grands réseaux, pour pallier les faiblesses de ces derniers.

4. Quelles sont les fonctions des micro-réseaux ?

■ La consommation locale améliore l'efficacité énergétique. Les micro-réseaux utilisent des sources d'énergie décentralisées telles que le gaz naturel, le photovoltaïque et l'éolien. Ils ont généralement une capacité plus faible, des sources d'énergie décentralisées et sont situés à proximité de la charge. Cela permet une consommation locale et l'équilibrage des ressources énergétiques décentralisées. Ils peuvent également échanger de l'énergie avec le réseau principal, assurant ainsi un soutien mutuel.

■ Le raccordement unique réduit l'impact sur le réseau principal. L'échange d'énergie entre le micro-réseau et le réseau s'effectue via un point de connexion commun, éliminant ainsi le besoin de connexion directe entre plusieurs sources d'énergie décentralisées. Les micro-réseaux fournissent principalement de l'électricité au sein d'une région, sans transmission externe, voire minimale, ce qui se traduit par un impact négligeable sur le réseau.

■ Améliorer la fiabilité de l'alimentation électrique et répondre aux besoins énergétiques. Les micro-réseaux utilisent des méthodes de contrôle avancées et de nombreux dispositifs électroniques de puissance pour connecter les sources d'énergie décentralisées, les dispositifs de stockage d'énergie et les charges contrôlables, ce qui en fait une charge contrôlable au sein du réseau. Ils peuvent fonctionner en mode connecté au réseau ou indépendant, assurant ainsi le fonctionnement sûr et stable du micro-réseau et du réseau principal.

5. Quels sont les différents types de micro-réseaux ?

Classification macroéconomique : Les microréseaux sont généralement classés en deux types : autonomes et connectés au réseau.

1. Les micro-réseaux autonomes sont construits et exploités indépendamment du réseau externe. Ils assurent l'équilibre entre la production et l'approvisionnement en électricité au sein du micro-réseau, garantissant ainsi la stabilité de l'alimentation électrique connectée au réseau.

2. Les micro-réseaux connectés au réseau fonctionnent en conjonction avec le réseau externe. En cas de panne du réseau externe, ils doivent être déconnectés du réseau pour contrôler l'alimentation électrique et les systèmes de stockage d'énergie du réseau, garantissant ainsi l'alimentation normale des charges critiques.

Classification microéconomique : Les micro-réseaux se répartissent en cinq types suivants :

1 Micro-réseau CC : Les sources d'énergie décentralisées, les dispositifs de stockage d'énergie et les charges sont tous connectés au bus CC. Le réseau CC est ensuite connecté au réseau CA externe via des onduleurs électroniques de puissance. Grâce à ces convertisseurs, les micro-réseaux CC peuvent alimenter des charges CA et CC de différents niveaux de tension. Les dispositifs de stockage d'énergie permettent de réguler les fluctuations des sources d'énergie décentralisées et des charges côté CC.

2. Micro-réseau CA : Les sources d'énergie décentralisées, les dispositifs de stockage d'énergie et les charges sont tous connectés au bus CA via des dispositifs électroniques de puissance. Actuellement, les micro-réseaux CA restent la forme prédominante de micro-réseaux. Grâce au contrôle des commutateurs au niveau du PCC, les micro-réseaux peuvent passer du mode connecté au réseau au mode isolé.

③ Micro-réseaux hybrides AC/DC : ils contiennent à la fois des jeux de barres AC et DC, leur permettant d'alimenter directement les charges AC et DC.

④ Micro-réseaux de distribution moyenne tension : Ils intègrent efficacement les sources d'énergie et les charges distribuées sur les branches de distribution moyenne tension. Ils conviennent à l'alimentation des zones de moyenne capacité, de haute fiabilité et à forte concentration d'utilisateurs.

⑤ Micro-réseaux basse tension : Ils intègrent des sources d'énergie décentralisées et des charges à basse tension. Ces micro-réseaux appartiennent généralement aux consommateurs d'électricité ou d'énergie et sont de taille relativement réduite.

6. Dans quels scénarios les micro-réseaux peuvent-ils être utilisés ?

Actuellement, les micro-réseaux sont principalement connectés au réseau et utilisent diverses appellations. Chaque appellation correspond à un scénario d'exploitation, tel que « intégration source, réseau, charge et stockage », « stockage et charge photovoltaïques (décharge/inspection) », « stockage et données photovoltaïques », « parc industriel zéro carbone », etc. ; mais quelle que soit leur évolution, ils reposent tous sur un parc/une communauté/un complexe/une station-service/une borne de recharge/un centre de données relativement fermé. En tenant compte du niveau de charge électrique du scénario, des conditions environnantes de développement des nouvelles énergies et de l'état du réseau électrique, on obtient un système régional global stable et fiable. système intelligent de gestion de l'énergie est formé par la construction de nouveaux équipements de distribution d'énergie, de nouveaux systèmes de stockage d'énergie, d'équipements électroniques de puissance et d'autres dispositifs.