園區(qū)微電網(wǎng)方案

1、品聯(lián)科技PinnetTechnologies園區(qū)微電網(wǎng)建設方案杭州品聯(lián)科技有限公司2017.3二項目背景園區(qū)工程建設項目-智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)中心，將充分利用園區(qū)內樓頂及空地安裝一定容量的光伏發(fā)電與風力發(fā)電系統(tǒng)，并接入燃氣輪機，儲能裝置，電動汽車充電站，模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)，與大電網(wǎng)一起為園區(qū)內負荷供電，同時在研究生宿舍樓建設智能用電系統(tǒng)實現(xiàn)智能用電雙向互動。本方案將根據(jù)園區(qū)建設的實際情況，利用自身優(yōu)勢，搭建一套功能完善的微電網(wǎng)系統(tǒng)，以現(xiàn)實光伏，風力再生能源的最大化利用，節(jié)約儲能系統(tǒng)建設成本，使得分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)與整個園區(qū)內的配電網(wǎng)絡協(xié)調運行。改姓名集工程開放性，應用示范性，技術研發(fā)性和科

2、普展示性于一體。智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)中心建設的主要內容包括：1）新能源發(fā)電系統(tǒng)：本示范與研發(fā)中心將以光伏發(fā)電為主，并包含風力發(fā)電及燃氣輪等新型能源，最終形成一個含多種分布式能源的微電網(wǎng)系統(tǒng)。2）多種儲能系統(tǒng)：本項目將建設綜合鉛酸蓄電池，鉛酸鐵鋰電池，超級電容等多種形式的儲能系統(tǒng)，保障微電網(wǎng)示范平臺的安全可靠性，并實現(xiàn)電力削峰填谷及經(jīng)濟運行。3）模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)：本項目將選用一臺50KW的模擬柴油發(fā)電機，布置于地下停車場。4）電動汽車充電示范平臺：建設一定規(guī)模的電動汽車充電設施，主要應用于小型車輛充電，且具備V2G擴展功能，后期實現(xiàn)能量的雙向流動。5）智能用電系統(tǒng)：以園區(qū)公寓為對象，對現(xiàn)有標計進

3、行改造，運用用電采集器進行信息采集，通過用電能量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)供電與用戶的雙向互動及用電能效的最優(yōu)。通過該平臺的建設，希望實現(xiàn)以下功能：（1）實現(xiàn)光伏發(fā)電，風力發(fā)電、燃氣輪機等分布式電源以及儲能，電動汽車能量轉換單元等關鍵技術與設備的示范與應用，并開展如下技術研究：1）分布式電源與能量轉換單元的布局優(yōu)化、選型與結構設計;2）分布式電源與能量轉換單元的性能測試；3）分布式能源與能量轉換單元的并網(wǎng)特性及控制（包括暫、穩(wěn)態(tài)特性分析）4）電動汽車的V2G技術。（2）實現(xiàn)一個綜合多種能源與多種負荷形式的微電網(wǎng)的示范與應用，并開展微電網(wǎng)結構設計與運行關鍵問題的研究，內容如下：1）微電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設計；2）

4、微電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)、孤島兩種方式及過渡過程的安全穩(wěn)定運行；3）微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制、保護與通信；4）微電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)；5）微電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性評估；6）微電網(wǎng)參與削峰填谷的優(yōu)化調度技術；（3）構建先進、完整的用電信息采集系統(tǒng)與智能用電家居系統(tǒng)，進行示范應用，并開展以下關鍵技術研究；1）電價方案的設計與優(yōu)化；2）智能負荷控制與調節(jié)措施的研究；3）用戶能效優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)；4）高級測量體系規(guī)劃與結構設計。在此基礎上，吸引社會以該平臺為基礎進行關鍵技術研究，推進成果共享，向企業(yè)開放用戶產(chǎn)品的測試與示范效應，向社會全面開放進行演示；為企業(yè)與社會提供專業(yè)服務，推進技術轉移和成果轉化。最終建成國內領先

5、的智能微電網(wǎng)示范與服務基地。二、項目方案本項目中分布式電源包括多種類型，光伏發(fā)電、風力發(fā)電、微型燃氣輪機和模擬才有發(fā)電機組。（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)結合建立園區(qū)已有建筑及場地，在教學樓1-3,學生公寓樓，賓館樓和圖書館草坪建設總容量為222.75KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中圖書館草坪地面光伏將采用2套跟蹤光伏系統(tǒng)，園區(qū)光伏布置情況如表1所示，光伏發(fā)電系統(tǒng)采用多種類型的光伏組件，其中包括：多晶硅、單金貴、直角單晶硅、薄膜以及聚光燈類型。表1光伏布置情況地點功率KW占地回積m3科技樓;直角單晶硅8243教學1樓多晶硅60673教學2樓單晶硅15277教學3樓1樓頂多晶硅22.5216教學3樓5樓頂多晶硅33

6、486教學3樓5樓頂薄膜2.25197.58圖書館茸坪跟蹤式光伏836學生公寓樓頂雙玻46300賓館樓頂單晶硅28400光伏總量222.752728.58安裝與科技樓頂8KW光伏中有2KW采用微型逆變器，其他逆變器采用集中式或組用式。光伏發(fā)電系統(tǒng)采用兩種運行方式，方式一：所有光伏系統(tǒng)接入大電網(wǎng)交流母線；方式二：教學樓1-3,學生公寓及賓館光伏系統(tǒng)可就地接入本地樓宇的用電系統(tǒng)。兩種運行方式下均接受微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)遠程控制。其中教學樓1-3,學生公寓及賓館光伏系統(tǒng)的2中并網(wǎng)方式如圖1所示。做畫3明V耳線1樓2樓3樓學生公寓賓館圖1光伏系統(tǒng)并網(wǎng)方式(2)風力發(fā)電系統(tǒng)在園區(qū)地面停車場處和自行車停車場處安

7、裝兩臺水平軸風力發(fā)電機組，容量均為5KW,要求不影響園區(qū)美觀。風力發(fā)電系統(tǒng)分別接入電網(wǎng)。(3)負荷接入方案本次微電網(wǎng)中負荷的選取，考慮了實際用電負荷特點，力求所選負荷類型的多樣化，設計居民用電、行政辦公用電、工業(yè)用電等多種類型。表2各類負荷容量及特點分析表位置容量KW等級特點學生宿舍負荷學生宿舍樓75二類照明，電器和空調為主，19-23點負荷最大點科技樓負荷科技園2樓和8樓15二類照明，機房和空調負荷為主，白天負荷平穩(wěn)，晚上較少。3樓負荷12層21一類照明，多媒體為主，夏季有空調，負荷較平穩(wěn)，負荷集中在819點電動汽車地面充電樁67二類快充負荷具有隨機性，功率需求大、事件短，一般在白天；慢充負

8、荷在夜間，功率需求小，時間長。模擬負荷科技園30三類按調試，實驗需要靈活設定。負荷總量211(4)燃氣輪機系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)在教學樓第2樓安裝用于實驗的微型燃氣輪機和微型燃氣內燃及以及燃料電池系統(tǒng)，其中微型燃氣輪機容量為30KW,微型燃氣內燃機容量為25KW,燃料電池系統(tǒng)容量不超過10KW。本工程將以上系統(tǒng)接入微網(wǎng)，作為微電網(wǎng)電源補充。(5)模擬柴油機發(fā)電系統(tǒng)為保證微電網(wǎng)孤島運行模式下，能夠按期穩(wěn)定的提供充足電力供應，有必要配置一定容量的常規(guī)電源做微電網(wǎng)的組網(wǎng)單元運行，選用一臺50KW的模擬柴油發(fā)電機，布置于科技園地下停車場。(6)儲能系統(tǒng)建設方案儲能系統(tǒng)擬選擇多類型儲能電池，包括鉛酸電池、磷

9、酸鐵鋰電池和超級電容，布置于科技園區(qū)地下停車場。1)鉛酸電池本項目中鉛酸電池容量總計100W*3h=300KW配1臺PCS2)硫酸鐵鋰電池本項目中硫酸鐵鋰電池電池容量總計50KW*2h=100kwh,配1臺PCS3)超級電容本項目中超級電容器功率選擇為50KW,輸出持續(xù)時間為15S。表3微電網(wǎng)分布式電源配置電源類型容量(KW)備注光伏發(fā)電222.75分布于教學樓1-3,學生公寓，賓館樓頂和圖書館草坪風力發(fā)電102臺5KW機組微型燃機55為已存在科研實驗用機組，其中燃氣輪機30KW,內燃機25KW模擬柴油機組50科技園地下停車合計343.75表4微網(wǎng)儲能配置儲能類型功率時間容量備注鉛酸電池100

10、3h300kwh磷酸鐵鋰電池502h100kwh超級電容5015S合計400(7)電動汽車充電示范平臺建設方案在園區(qū)地面停車場，建設2個電動汽車直流充電機和2臺交流充電樁，主要應用于小型車輛充電，且與微電網(wǎng)之間具備后續(xù)V2G功能實現(xiàn)，實現(xiàn)能量的雙向流動。表5電動汽車充電示范平臺建設方案項目內容規(guī)模整車充電系統(tǒng)直流充電機1刈0KW1M0KW(V2G)父流充電樁2X3.5KW(8)電能計量電量計量與采集系統(tǒng)將實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)與外部電網(wǎng)的交換電量，各分布式電源發(fā)電量(風力，光伏)、儲能系統(tǒng)充電量和放電量、充電樁充電量界放電量以及其他各負荷用電量的電量數(shù)據(jù)計量和采集，采用智能電表進行計量。(9)智能用電

11、建設方案智能用電主要針對學生鼓樓現(xiàn)有電表進行改造，在硬件上實現(xiàn)雙向互動,構建先進、完整的用電信息采集系統(tǒng)，用戶可以通過手機客戶端或者網(wǎng)頁的方式來查詢，開展分時電價，階梯電價和實時電價，需求側響應的研究，為電力需求側管理的研究提供支撐平臺，體現(xiàn)該智能平臺的示范性和應用性。1）智能用電整體結構園區(qū)學生公寓樓智能用電建設方案采用三層結構設計，如圖3所示圖3系統(tǒng)結構圖系統(tǒng)軟硬件接宿舍本地設備層，集中控制層及監(jiān)控服務層三個層次部署，共同協(xié)調配合完成宿舍樓智能用電，能源管理及控制任務。智能電表用來采集每個房間和公共部分的用電數(shù)據(jù)，智能插座采集空調、熱水器、電腦用電數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過采集器和交換機傳送到智能用電

12、信息系統(tǒng)，后臺服務器采用雙服務器，用戶通過手機客戶端或網(wǎng)頁可查詢房間用電量。2）方案設計公寓對配電箱進行改造，安裝4塊導軌智能電表，可以分別計量每個小房間和公共部分的電表，類似大房間安裝3塊導軌智能電表，由于根據(jù)房間數(shù)量需要安裝336塊單相智能電表（采用2級單相本地費用控制電能表），智能插座20個，采集器1個，交換機1臺(10)監(jiān)控系統(tǒng)園區(qū)微電網(wǎng)示范工程監(jiān)控中心規(guī)劃在科技園2樓監(jiān)控室內，對整個示范工程進行統(tǒng)一監(jiān)控，調度，管理。針對該示范工程全區(qū)域的監(jiān)控保護中心，完成包括對系統(tǒng)內風、光、儲、柴、負荷等多個環(huán)節(jié)統(tǒng)一的監(jiān)視、控制、管理和調度工作，維持系統(tǒng)在并離網(wǎng)各種運行方式下平滑切換功能，實現(xiàn)能量管

13、理系統(tǒng)中各高級功能。微電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)與智能用電管理系統(tǒng)可獨立，二者之間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，形成統(tǒng)一平臺。(11)電能質量在線監(jiān)測系統(tǒng)本項目需要對微電網(wǎng)關鍵點進行電能質量監(jiān)測，電能質量的采集點應布置在微電網(wǎng)并入電網(wǎng)的PCC點、對風、光、儲、電動汽車電樁以及接入負荷的電能質量情況進行實時監(jiān)測，為電能質量的治理提供參考。(12)微網(wǎng)一次接線方案園區(qū)微電網(wǎng)示范工程選擇科技園的用戶站作為并網(wǎng)運行的接入點，該微電網(wǎng)可現(xiàn)實并網(wǎng)與孤島兩種運行方式，并能實現(xiàn)并離網(wǎng)無縫切換。微電網(wǎng)總母線設置在科技園2樓，各分布式電源和負荷統(tǒng)一接入園區(qū)科技園2樓的微電網(wǎng)總母線，并入微電網(wǎng)系統(tǒng)，經(jīng)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)優(yōu)化后與儲能組成整體

14、統(tǒng)一運行。園區(qū)微電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)分布式發(fā)電就地消納、余電上網(wǎng)，實現(xiàn)三種運行方式：大微網(wǎng)整體運行模式、分布式電源就地并網(wǎng)模式、實驗模式。1)大電網(wǎng)整體運行模式所有分布式電源和負荷并入微電網(wǎng)總母線，此時電氣接線圖如圖4所示。取小加ic聘IkXjRIcU2)就地并網(wǎng)模式教學樓1-3樓頂光伏，燃氣輪機、內燃機、學生公寓樓頂光伏，賓館樓頂光伏，可就地并網(wǎng)。電動汽車充電樁。園區(qū)地面風機及草坪光伏。科技樓頂光伏、儲能、模擬柴油發(fā)電機并入微電網(wǎng)母線，再經(jīng)PCC電并入園區(qū)配電網(wǎng)系統(tǒng)。3)實驗運行模式，所有分布式電源、負荷可以有選擇接入微電網(wǎng)母線也可就地接入樓宇用電系統(tǒng)。實驗運行模式下，微電網(wǎng)中電源總容量可在232K

15、W493KW之間靈活改變，接入負荷容量可變范圍為70181KW并能按需求接入最大30KW模擬負載。(13)監(jiān)控系統(tǒng)中心微網(wǎng)監(jiān)控展示中心布置在科技園二樓，面積約900m2包括監(jiān)控系統(tǒng)，沙盤展示系統(tǒng)，培訓室，會議室，數(shù)字仿真實驗室，和科普展示區(qū)等，整體設計需遵循新穎，互動，實用的設計理念。功能區(qū)劃分為沙盤展示、監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)、機柜區(qū)、培訓室、會議室、仿真實驗室。三、項目內容及設計深度要求工程設計范圍涵蓋從初步設計到施工圖設計全國產(chǎn)，包括初步設計，施工圖設計和配合現(xiàn)場施工；編制設備招標技術規(guī)范書；編制工程量清單和施工圖預算；編制竣工圖，參加竣工驗收。設計文本深度符合國家、地方及國家電網(wǎng)相關設計深度要求和規(guī)定的條款。設計內容包括：1.電力系統(tǒng)設計1）系統(tǒng)一次方案2）繼電保護方案3）調度自動化方案4）系統(tǒng)系統(tǒng)通訊方案5）電能質量在線監(jiān)測系統(tǒng)設計2 .新能源發(fā)電系統(tǒng)1）風力發(fā)電系統(tǒng)2）太陽能發(fā)電系統(tǒng)3）模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)3 .儲能系統(tǒng)1）磷酸鐵鋰電池2）鉛酸電池3）超級電容4 .充放電系統(tǒng)1）充電站2）充電樁5 .智能用電1）用電管理6 .監(jiān)控中心1）監(jiān)控系統(tǒng)2）展示中心7 .電氣1）配電系統(tǒng)2）電氣控制3）防雷照明接地8 .視頻監(jiān)控系統(tǒng)對主要電氣設備，關鍵設備安裝地點以及周邊環(huán)境進行全天候的圖像監(jiān)視，以滿足監(jiān)視設備關鍵部位的要求。同時，該系統(tǒng)可現(xiàn)實