微電網技術應用及案例分析

微電網技術應用及案例分析目錄二、微電網案例分析一、微電網基本介紹引子——分布式光伏發(fā)電遇到的一些實際問題例舉用電設備安全\壽命——并網點電壓的抬高用戶面臨電網罰款——功率因素的改變跳閘責任風險——配電網保護動作額外增加投資——接入環(huán)網柜的增加電能質量——一直被詬病的諧波“垃圾電”+光伏發(fā)電本身間歇性\不穩(wěn)定性\難調度1、什么是微電網2001年美國威斯康星大學-麥迪遜校區(qū)的R.H.Lasseter教授首先提出了微網概念:微網是由負載和分布式電源組成的獨立可控系統(tǒng)，為當地提供電能和熱能美國電氣可靠性技術解決方案聯(lián)合會（CERTS）

微網是一種由負荷和分布式電源共同組成的系統(tǒng)，它可同時提供電能和熱能；微網內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，并提供必需的控制。微網相對于外部電網表現為單一的受控單元，可同時滿足用戶對電能質量和供電安全等的要求。歐盟科技框架計劃(FP)利用一次能源；使用分布式電源，并可冷、熱、電聯(lián)供；配有儲能裝置；使用電力電子裝置進行能量調節(jié)。可在并網和獨立兩種方式運行。微電網是由分布式電源、儲能和負荷構成的可控供能系統(tǒng)2、微電網基本結構微電源公共電網(可外接)儲能元件開關電力電子裝置通信設施負荷硬件體系分布式微能源能量管理系統(tǒng)智能微電網

輸配電系統(tǒng)用戶負載數據采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）自動發(fā)電控制（AGC）經濟調動控制（EDC）電力系統(tǒng)狀態(tài)故估計（StateEstimator）安全分析（SecurityAnalysis）數字化變電站智能繼電保護系統(tǒng)電力線路在線監(jiān)測系統(tǒng)電力故障實時報警系統(tǒng)智能調度系統(tǒng)智能電表遠程抄表系統(tǒng)負荷監(jiān)測系統(tǒng)無功補償系統(tǒng)燃汽輪機柴油發(fā)電機風力發(fā)電光伏發(fā)電沼氣發(fā)電波浪能發(fā)電生物質能發(fā)電2、微電網基本結構3、發(fā)展微電網的意義

4、市場化前景微電網最大的特點是其既可以并入大電網，又可以作為獨立電網運行，可以有效提高電網的抗災害打擊能力，保證網內電力供應的安全性，也可有效實現電力供應和消費的優(yōu)質匹配，優(yōu)化電力資源網內分配。能充分有效地解決風、光等分布式能源的并網問題。研究機構數據顯示，微電網市場有望在未來5年迎來高速成長期。從全球來看，目前微電網主要處于實驗和示范階段，但從過去5年來看，微電網的技術推廣已經度過幼稚期，市場規(guī)模穩(wěn)步成長。未來5到10年，微電網的市場規(guī)模、地區(qū)分布和應用場所分布都將會發(fā)生顯著變化。事實上，微電網的發(fā)展依舊面臨諸多問題?！耙皇羌夹g成熟度還有待提高，二是如何降低成本，三是采用何種運營模式，四是如何提高與配電網的協(xié)調控制能力，五是目前還很少相關技術標準可以遵循。”更重要的是，關于微電網建設、運營模式，國家的相關政策尚不清晰，國家應該制定相關補貼政策，從政策上進一步推動微電網的發(fā)展。5、微電網未來趨勢二、微電網案例介紹興業(yè)公司總部大樓微電網國家分布式能源工程研究中心興業(yè)分中心二、微電網案例介紹興業(yè)公司總部大樓微電網國家分布式能源工程研究中心興業(yè)分中心二、微電網案例介紹珠海東澳島微電網介紹—中國第一個商業(yè)運行的孤島型智能微電網面積4.6平方公里島上常住居民600多人含學校\衛(wèi)生所\酒店\水產站原東澳電廠——柴油發(fā)電廠1、東澳島原來電網介紹商業(yè)用電居民用電電價用電量東澳電廠改造前:居民用電成本2.9元,商業(yè)用電成本3.8元,其中政府補貼1元錢2009年用電量100萬度,每年的用電量將保持高速增長文化中心：256.7KWp游客中心：100KWp

南村電站：650KWp風能發(fā)電：

45KWp配電室,控制室柴油機組：1220kW儲能系統(tǒng)：2000kWH2、東澳島微電網組成風光柴蓄智能微電網光伏文化中心光伏發(fā)電主系統(tǒng)風電并網柜風力發(fā)電并網系統(tǒng)光伏并網柜光伏發(fā)電并網系統(tǒng)多項變流控制器核心控制部件能量管理系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)Android手機遠程監(jiān)控平臺風力發(fā)電機風力發(fā)電系統(tǒng)3、多級分層的網架結構母網文化中心子網擴容子網3、多級分層的網架結構4、能量管理系統(tǒng)4.1數據采集與監(jiān)控系統(tǒng)4.2發(fā)電系統(tǒng)自動控制4.3電力系統(tǒng)狀態(tài)估算—能量預測4.4負荷側管理多級分層微電網結構，提高了微電網可擴展性、可控性、可靠性。多種可再生能源并入電網接口的兼容性開發(fā)了大功率變流裝置并聯(lián)運行與均流控制技術；開發(fā)了無線云端通訊技術；自學習功能，不斷修正自身運行參數；預測可再生能源，太陽輻射預測到10分鐘誤差10%；電池矩陣逐檢；能源調度；自動分析控制儲能設備運行狀況；自動啟閉備用電源；負載側能量管理，反饋指令，接受調度；智能繼電保護；全數字化變電站。數以百萬計自助生產能源的人們能夠通過對等網絡的方式分享彼此的剩余能源無人看守4.5智能化程度5、東澳島微電網的效果淡季工作日曲線從太陽能發(fā)電曲線看，在淡季，即使是陰天，太陽能發(fā)電基本能夠滿足全天的負荷需要。陰天晴天微電網能量控制：限功率運行；微電網控制改為限功率運行后，太陽能發(fā)電曲線與太陽輻射量的變化趨勢完全不同。淡季節(jié)假日曲線微電網能量控制：提前切開太陽能發(fā)電系統(tǒng)；部分太陽能被提前切除，總體發(fā)電曲線與太陽輻射量變化趨勢相同。夏天用電量明顯增大，負荷波動也很大，太陽能發(fā)電限制被完全放開；由于是工作日，游客較少，柴油機還是有機會停機旺季工作日曲線周六前半天負荷變化與周五差不多，但隨著上島的人數增加，下午負荷會逐漸增大；柴油機運行時間明顯增加。夏天，特別是多云天氣，由于天氣與負荷預測難度大，柴油機會出現多次啟停的情況；旺季節(jié)假日曲線月份光伏發(fā)電量風機發(fā)電量柴油機發(fā)電量可再生能源發(fā)電比例總發(fā)電量2011年1月58728.958470.106443.3391.25%73642.382011年2月48829.977555.8610531.4984.26%66917.322011年3月58923.427041.4114094.5582.39%80059.382011年4月68314.286007.6617397.2681.03%91719.202011年5月82453.895301.1532187.3773.16%119942.412011年6月85251.706254.3346574.6566.27%138080.682011年7月96455.496158.0670785.5859.18%173399.132011年8月90038.095663.6382903.6253.58%178605.342011年9月81864.226151.5458231.7460.18%146247.502011年10月82064.969835.8129477.6775.71%121378.442011年11月71325.3710464.4013025.6386.26%94815.412011年12月63201.688388.508896.2388.95%80486.41合計887452.0187292.45390549.1271.39%1365293.58數據分析原柴油電發(fā)電廠微電網系統(tǒng)柴油機發(fā)電效率每度電耗油317克每度電耗油220克發(fā)電成本3.82元/kWh1.90元/kWh石化能源使用率100%27.97%可再生能源的介入柴油發(fā)電電網很弱，可再生能源介入困難可再生能源介入非常放便，現可再生能源發(fā)電已占全年發(fā)電量的72.03%電能質量電燈被漁民稱為“鬼火”，家電損壞事情時有發(fā)生電能質量遠遠高國家標準，居民用電量迅速上升。供電安全旅游旺季拉閘限電情況時有發(fā)生除了系統(tǒng)調試期間偶爾停電外沒出現拉閘限電現象環(huán)境污染2009年總發(fā)電量為100萬度，消耗柴油322.451噸，共排放廢氣386.941萬立方米；其中CO2約4252噸；煙塵約0.323噸;SO23.223噸;2011年總發(fā)電量為140萬度，消耗柴油86.148噸，共排放廢氣134.391萬立方米；其中CO2約1136噸；煙塵約0.086噸;SO20.861噸;投資回報分析：09年建成第一期約300kW光伏系統(tǒng),1年完成所有建設；總投資2000萬,其中政府補貼50%；電價:商業(yè)用電3.75元/度，居民用電1.8—2.6元/度。商業(yè)和居民用電比例約為7：3；年發(fā)電量約170萬度電，可再生能源發(fā)電約125萬度電；運營成本約100萬/年，約2-2.5年回收成本。問題分析：經歷了2012年夏天珠海歷史最大的臺風，風機刮壞一臺——海島不適合大風機使用；臺風未造成一塊電池板破裂，支撐結構設計偏大，結構規(guī)范缺失；非晶硅電池在夏季出現破裂情況，高溫導致的溫度應力影響海島腐蝕嚴重，支架連接件出現較嚴重腐蝕情況；綜上：工標需要地方性標準，強調地域性對系統(tǒng)的影響。總結6、其他微電網應用案例

萬山島MW級智能微電網系統(tǒng)位于珠海市萬山島，是基于海島的兆瓦級智能微電網項目。整個智能微電網以東澳島智能微電網為輪廓，在風力發(fā)電、光伏發(fā)電、柴油發(fā)電和蓄電池儲能的基礎上同時增加沼氣發(fā)電、波浪能發(fā)電及光熱利用，豐富了能源的種類。萬山島智能微電網是真正的風光柴蓄波浪沼氣多能源互補的微電網，隨著該項目投入運行，珠海市萬山島將完全實現可再生能源供電。6、其他微電網應用案例

萬山島MW級智能微電網系統(tǒng)位于珠海市萬山島，是基于海島的兆瓦級