分布式發(fā)電以及微網運行控制技術的應用與分析
為了解決風電、太陽能發(fā)電等分布式電源的間歇性、波動性,不能離網運行以及大量分布式能源接入對電網沖擊大等問題,一種新的電網結構和技術——微網應運而生。目前,國家電網公司已經在全國多個地區(qū)啟動了分布式光伏發(fā)電及微網運行控制項目,研究分布式光伏電源對配網的影響,未來,將能夠實現(xiàn)綠色能源的友好接入,并為微網的運行控制積累經驗。
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201746.htm除河南分布式光伏發(fā)電及微網運行控制試點工程外,國家電網公司還在杭州、西安兩地的城網系統(tǒng)建設微網控制試點項目,在華北、內蒙古呼倫貝爾盟兩地農網系統(tǒng)建設三處微網試點項目。
一、城網部分
(一)浙江公司
建設內容:
此項目共接入5個分布式發(fā)電儲能及微電網系統(tǒng),分別為浙江中試所微電網系統(tǒng)、杭州能源與環(huán)境產業(yè)園并網光伏發(fā)電站、電動汽車儲能站、省電力公司屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)以及浙江日報大樓用戶光伏發(fā)電系統(tǒng)。
五個系統(tǒng)通過光纖或公網無線方式把所采集的信息接入配網調度SCADA系統(tǒng),開展以下七個方面的研究工作:
1. 含分布式電源及微電網的饋線自動化;
2. 含分布式電源的配網建模及重構;
3. 含分布式電源的配網智能優(yōu)化調度;
4. 含分布式電源的配網供電可靠性評估;
5. 分布式電源的發(fā)電預測;
6. 含分布式電源的新型配網規(guī)劃;
7. 分析分布式電源對配電系統(tǒng)運行的影響。
在上述理論研究工作完成并取得成果的基礎上,在配電SCADA系統(tǒng),實現(xiàn)以下五大功能:
1. 分布式電源/微網接入運行監(jiān)控;
2. 分布式電源/微網綜合展示;
3. 分布式電源及微網的協(xié)調控制;
4. 分布式電源及微網的饋線自動化分析;
5. 分布式電源的配電網建模。
通過項目的實施,在調度系統(tǒng)中全面監(jiān)控分布式電源和儲能系統(tǒng),可以進一步增強電網的可觀性和可控性,提高電網的可靠性,為智能電網的應用與管理起示范作用,可以取得
顯著的社會效益和經濟效益。
(二)陜西公司
建設內容:
此項目依托西安世界園藝博覽會園區(qū)風光儲微網一體化電動汽車充電站,以及智能電網展示項目的風光儲微網開展建設。
·結合園區(qū)景觀特點,利用充電站頂棚建設發(fā)電峰值容量50峰瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng);
·沿充電站A.口和出口道路一側安裝具有微風啟動、輕風發(fā)電特點的2千瓦小型風力發(fā)電系統(tǒng)6臺。形成安裝容量為12千瓦的小型風力發(fā)電系統(tǒng),連同充電站屋頂光伏發(fā)電系
統(tǒng)一起接入充電站供電網絡;
·同時配置建設25千瓦/50千瓦時磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)接入充電站主配電室;
·利用頂棚光伏太陽板分離出5峰瓦光伏發(fā)電和5千瓦/10千瓦時磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)接入智能家居體驗區(qū),模擬家庭的新能源接入;
·部署包含了二次測控保護、通信與數據采集在內的設備和微電網集中管理系統(tǒng),實現(xiàn)與充電站供電網絡的協(xié)調運行,最終建成一個包含智能配電、風、光、儲、微和電動汽車充電站等多種智能電網要素結合的實際運行的系統(tǒng),利用微電網的實時調度與控制,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的高效、安全運轉,并借助世界園藝博覽會的窗口,起到極強的示范和宣傳作用。
結合已經招標的電動汽車充電站的建設方案,考慮到陜西省電力公司在世園會地點的土地征用實際情況,采用了在靠近充電站側道路的草坪上部署6臺2千瓦微風啟動的風力發(fā)電機組的方案。同時,在充電站主接線的基礎上,規(guī)劃了風光儲微網系統(tǒng)的一次接線布置方案。
二、農網部分
(一)華北公司
建設內容:
本項目以村莊模式與單戶模式相結合的方式,進行基于風光儲的微電網應用示范項目研究與建設。通過建立風光儲微網系統(tǒng),重點研究電網的安全控制,風光儲不同運行模式的控制,不同運行模式下電壓的控制,不同風機運行方式的控制,儲能充放電的控制等智能化應用功能。同時研究微電網與大電網并網協(xié)調控制的問題。選擇應用較成熟的風光儲電氣設備,進行各種試驗研究,為今后在農網大規(guī)模推廣應用積累經驗。
1. 村莊模式
·村莊模式的建設內容包含光伏發(fā)電子系統(tǒng)、風力發(fā)電子系統(tǒng)、儲能子系統(tǒng)、低壓集電和配電子系統(tǒng)、微電網監(jiān)控和能量管理子系統(tǒng)、電能計量子系統(tǒng)、電能質量監(jiān)測和治理子系統(tǒng)、接入公用配電網子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)等。光伏發(fā)電和風力發(fā)電通過獨立集電線路接入配電子系統(tǒng)。
·村莊模式的建設目標:形成一個低壓400伏的微電網運行系統(tǒng),既可以并網運行,也可以離網運行。
2. 單戶模式
·單戶模式包含光伏發(fā)電單元、風力發(fā)電單元、蓄電池儲能單元、交流逆變單元、雙電源切換單元、微電網協(xié)調控制單元等。
·單戶模式的建設目標:為了貫徹落實國家新的能源發(fā)展戰(zhàn)略,大力發(fā)展低碳經濟,適應未來農村大規(guī)模應用分布式能源的需要,進行單戶微電網的建設模式研究,為將來大規(guī)模應用做好技術儲備。
(二)蒙東公司
1. 陳巴爾虎旗赫爾洪得移民村微網試點工程
·建設內容:該試點工程為典型的并網型微網,微網擬通過一回線路接入赫爾洪得35千伏變電站。微網內擬建150峰瓦光伏發(fā)電和100千瓦風力發(fā)電站,同時根據分布式電源的出力特性配置50kW×2h鋰離子電池。150峰瓦光伏發(fā)電中,100峰瓦為集中式光伏發(fā)電站,50峰瓦為分布式屋頂光伏發(fā)電。
·研究重點:研究分散式光伏發(fā)電與集中式光伏發(fā)電的并網規(guī)劃設計與運行技術;研究并網型微網與主電網的協(xié)調運行與互動技術;提出適用于并網型微網的信息采集/通信系統(tǒng)方案;提出滿足不同需求的農網并網型微網典型建設模式。
·研究成果:掌握農網中分散式光伏與集中式光伏發(fā)電的并網規(guī)劃設計與運行技術;開發(fā)集分布式電源/儲能/負荷狀態(tài)參數監(jiān)測、無功補償本地/遠程控制投切、電能質量監(jiān)測、電量抄錄、遠程通信、能量優(yōu)化調度、保護等功能于一體的微網運行監(jiān)控平臺;提出并網型微網與主電網的協(xié)調互動技術方案;提出滿足不同需求的農網并網型微網典型建設模式;完成陳旗微網試點工程的建設,實現(xiàn)微網與主網的協(xié)調優(yōu)化互動,并可對微網設計方法、控制保護策略、與電網的互動策略及評價指標體系綜合加以測試與試驗。
2. 額爾古納市太平林場微網試點工程
·建設內容:該試點工程為離網型微網,微網內擬建風光互補電站一座,含光伏發(fā)電系統(tǒng)250峰瓦,風力發(fā)電系統(tǒng)100千瓦,儲能配置200kW×4h鋰離子電池。
·研究重點:研究風光儲集中互補電站的規(guī)劃設計與優(yōu)化運行控制技術;研究離網型微網中分布式電源/儲能的協(xié)調控制技術;提出適用于離網型微網的采集/信息通信系統(tǒng)方案;提出滿足不同需求的農網離網型微網典型建設模式。
·預期成果:掌握風光儲集中互補電站的規(guī)劃設計與優(yōu)化運行控制技術;開發(fā)集分布式電源/儲能/負荷協(xié)調控制、設備狀態(tài)監(jiān)測和電能質量監(jiān)控于一體的離網型微網運行監(jiān)控平臺,可實現(xiàn)分布式電源/儲能與負荷間、微網保護與控制間相互協(xié)調的綜合監(jiān)控;完成額爾古納微網試點工程的建設,實現(xiàn)微網孤網模式下的安全穩(wěn)定運行,并可對微網設計方法、協(xié)調控制箍略、保護策略及評價指標體系綜合加以測試與試驗。制定微網運行維護、管理規(guī)程和測試規(guī)范。
信息來源:《國家電網》雜志
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