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微电网概念与解决方案

作者:中国储能网新闻中心  来源:NR龙湖学苑  发布时间:2018-7-13 7:30:02

微电网概念

定义

微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统(发改能源〔2017〕1339号《推进并网型微电网建设试行办法》)。

解读:微电网是包含源、网、荷、储的小型发配用电系统,配置完备的控制保护系统,可谓麻雀虽小,五脏俱全,具有以下四个特征。

1)微型

主要体现在微电网接入到配网侧,电压等级低且容量小,一般在 35 千伏及以下且系统容量(最大用电负荷)原则上不大于 20 兆瓦。

2)清洁

“源”以光伏、风电、潮汐能等可再生能源为主,或以天然气多联供(CHP)等能源综合利用为目标的发电形式,清洁环保。

3)自治

微电网内部基本实现电力供需自平衡,且可独立运行。

4)友好

通过源、荷、储的协调控制,实现与电网之间的交换功率可控可调,可减少大规模分布式电源接入对电网造成的冲击。

微电网的类型

微电网分为并网型微电网和独立型微电网,并网型微电网既可以与外部电网并网运行,也可以离网独立运行;独立型微电网不与外部电网连接,自成一体,电力电量自我平衡。

并网型微电网一般应用于园区、楼宇、医院等公共设施,通过源、荷、储的协调控制,一方面解决清洁能源就地消纳问题,另一方面在外部电网停电时可独立运行保障重要负荷持续供电。

独立型微电网一般应用于高海边无(高海拔、海岛、边防、无人区)等大电网延伸不到的地区,通过建设以风光储等新能源发电为主的微电网,解决单靠柴油机供电贵、噪声大、供电能力不足的问题。

微电网的优越性

1)因故障、自然灾害等引起的公共电网停电时,微电网可孤岛运行,一方面提高用户供电可靠性,另一方面提高供电安全性;

2)微电网功率可控,还可以参与电网需求侧响应、调频调压等辅助性服务,接入友好,能提高电网接纳分布式电源的能力;    

3)微电网可作为独立的运营主体,对微电网内用户开展售电业务;

4)建设以新能源为主的独立型微电网,能够有效解决偏远地区、海岛供电问题。

南瑞继保微电网解决方案

南瑞继保为并网型和独立型微电网提供安全、稳定、可靠的解决方案,采用分层分布式控制系统设计并继承了智能变电站技术,通过就地控制层、协调控制层和优化控制层不同层次控制保护之间的协调配合,保障微电网系统的稳定、经济运行,并能显著提高分布式电源接入电网的比例。

就地控制层

就地控制层主要包含PCS-9567储能变流器、PCS-9563光伏变流器、PCS-9617E分布式发电并网接口装置以及PCS-9600系列微网保护测控装置等,其中PCS-9617E装置安装在分布式电源并网点,实现分布式电源信息采集和群控,PCS-9600装置安装在负荷线路,实现负荷线路保护、电气量采集及负荷投切控制。当系统发生小的扰动时,不依赖通信,通过就地控制层调频电源(如储能变流器、柴油机等)自主调节,快速平抑系统波动,恢复微电网稳定供电。

技术特点:

1)储能变流器支持恒功率(PQ)、恒压恒频(VF)、下垂(Droop)以及虚拟同步机(VSG)控制模式,满足微电网离并网运行模式无缝切换要求;

2)光伏/储能变流器支持IEC61850 GOOSE通信协议,实现光伏、储能毫秒级快速功率响应,大大提高微网的稳定性;

3)保护装置支持微电网离、并网不同运行方式下定值自适应。

协调控制层

协调控制层包含PCS-9617MG微电网协调控制装置,支持GOOSE/Modbus协议采集、控制风机、光伏、储能、柴油机以及重要负荷,当微电网发生大的扰动(如电网非计划停电、孤岛运行时大容量的DG跳闸等),PCS-9617MG快速控制源、荷、储,确保电压、频率均维持在允许的范围内,保证微电网系统的稳定安全运行。

技术特点:

1)微电网协调控制装置基于具有自主知识产权的UAPC平台开发,具有继电保护级响应速度和可靠性;

2)控制逻辑可灵活组态,易于为用户作特定逻辑开发;

3)通信板卡、IO插件可灵活选配,丰富的通信接口和通信规约,全面适应现场不同厂家、不同类型的变流器以及其他设备的通信接入,满足不同容量微网的控制需求。

优化控制层

优化控制层包含PCS-9000微电网能量管理系统(MEMS),在数据采集与监视控制、调度计划、负荷预测等相关系统提供的数据基础上,实现对特定应用进行数据分析、能量预测、负荷管理、优化运行和经济调度等功能,为实现网内能源综合利用效率的最大化提供保障。

技术特点:

1)MEMS无缝集成各子系统数据,提供统一接口,可方便的实现各应用功能灵活互动;

2)MEMS内置多种分布式电源模型、支持各类型分布式电源快速接入,并参与优化调度管理;

3)MEMS实时感知微网态势,快速响应源网荷变化,确保微网随时处于高效、经济、安全、可靠运行状态。

案例

泰国Ban Khun Pae水光储微电网

南瑞继保为泰国首个智能微电网——清迈BanKhunpae微电网工程提供设计、供货、调试、培训一体化服务。

该项目包含100kW光伏、100kW×1h锂电、90kW小水电,实现了并离网平滑切换、削峰填谷、平抑光伏波动、离网优化控制、自动黑启动等功能,解决了该地区供电质量差,可靠性低的问题。

担杆岛光柴储微电网

担杆岛光柴储微电网具备柴油机/储能主电源模式切换、柴油机爬坡辅助控制、削峰填谷、电压频率控制等功能,解决了岛上柴油机供电成本高及供电可靠性低的问题,实现了柴光储多能互补及光伏能源的100%优先利用。

南瑞继保智能产业园光储微电网

南瑞继保智能产业园光储微电网由2.58MWp光伏发电、200kW×7h钠硫储能组成,具备基于峰谷电价差的储能优化控制、微电网光储荷全景监视、手机APP在线观测展示等功能,成功实践了储能的经济运行模式和分布式光伏发电全额消纳,提高了园区供电的经济性。

关键字:微电网 储能

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