yzxwwii智能微電網實驗系統(tǒng)方案

智能微電網實驗系統(tǒng)方案湖南依中電氣科技有限公司聯(lián)系方式YZXWW-II智能微電網實驗系統(tǒng)方案系統(tǒng)結構智能微電網系統(tǒng)包含：光伏發(fā)電單元、風力發(fā)電單元、微電網穩(wěn)定控制柜、蓄電池組單元、智能配電柜、智能微電網控制系統(tǒng)（系統(tǒng)的智能調度，保護）、微網智能監(jiān)測系統(tǒng)（SCADA監(jiān)測）單元等幾大部分組成等幾大部分組成。系統(tǒng)總的結構框圖一所示。微網系統(tǒng)控制器是整個微網系統(tǒng)的核心部分，它擔負著整個系統(tǒng)的調度責任通過能量，實現能量管理控制的高效利用與智能化。光伏和風機發(fā)電優(yōu)先供給用戶負載，多余的電通過雙向變換器對儲能蓄電池充電和送入大電網。新能源發(fā)電不足負載用電時，從蓄電池或電網進行補充。由于微電網采用交流母線，系統(tǒng)擴容非常方便，直接將光伏、風機以及其他發(fā)電能源設備并入交流母線上，對應容量的雙向變換器直接并機即可。圖一微網實驗室系統(tǒng)結構圖2.1直驅永磁風力發(fā)電單元2．1．1概述本項目包含兩臺永磁直驅風力發(fā)電系統(tǒng)，一臺為實驗室的模擬系統(tǒng)，在已有的基礎上改造，只需配備3kW風力發(fā)電變流器,本臺變流器的設計圖紙和源程序全部開放。另一臺為3kW的直驅風力發(fā)電工程系統(tǒng)，已有風力發(fā)電機，需再配備一臺3kW的風力發(fā)電變流器。以上兩臺風力發(fā)電機組經過變流器后連接至微電網母線。直驅風電變流器采用湖南大學電氣與信息工程學院新能源發(fā)電項目組研制的帶低電壓穿越型變流器。湖南大學電氣與信息工程學院新能源發(fā)電項目組由長期從事電機電器設計、電力驅動與伺服技術研究的教授、副教授、講師、高級工程師、工程師和研究員等30人組成，近年來，先后主持和參加了“十一五”國家科技支撐重大項目、國防科工委軍品配套項目、國家“863計劃”項目、國家自然科學基金、湖南省自然科學基金項目、湖南省科技重大專項、國家重大技術裝備的國產化研制項目和其他縱向科研課題20余項，橫向科研課題40余項，且有多項獲得國家級和部省級獎勵（其中國家科技進步二等獎4項，教育部提名國家科技進步二等獎1項，部省科技進步一等獎2項，部省科技進步二等獎3項，部省科技進步三等獎1項）。在直驅永磁風力發(fā)電機，大功率電力電子變換裝置，風力發(fā)電變流器控制等領域取得了顯著的成果。2．1．2、3kW直驅風力發(fā)電系統(tǒng)原理圖直驅型風力發(fā)電系統(tǒng)主要包含風力機、永磁同步發(fā)電機、電力電子變流系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。變流器結構如下圖所示。圖2.1直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)示意圖其基本原理是首先將風能轉化為幅值和頻率變化的交流電，再經整流之后變?yōu)橹绷鳎缓蠼浤孀兤髯儞Q為三相頻率恒定的交流電送入電網。其中機側變流器的主要作用是將發(fā)電機發(fā)出的電能送到直流母線，負責對發(fā)電機的轉速和功率的控制，使系統(tǒng)捕獲最大的能量送入直流母線，達到最佳的工作狀態(tài)。網側變流器將直流環(huán)節(jié)的能量輸送到電網，并且同時起到維持直流側電壓恒定和控制電網側功率因數的作用。它們的控制原理如下圖所示直驅永磁風力發(fā)電機系統(tǒng)機側變流器的控制框圖直驅永磁風力發(fā)電機系統(tǒng)網側變流器的控制框圖為了實現風力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越功能，在直流母線側并聯(lián)耗能單元，當電網電壓跌落時，可以消耗由于網側變流器電流限制造成風力發(fā)電機送到直流側的多余能量，保證直流母線的穩(wěn)定和風力發(fā)電系統(tǒng)的不脫網運行。直流側并聯(lián)耗能單元示意圖直驅風力發(fā)電系統(tǒng)變流器的源代碼依照變流器的控制原理設計，對用戶開放，其軟件截面如下圖所示源代碼軟件截圖直驅風電變流器實物圖2．1．3、變流器技術指標及參數變流器技術特點●主電路采用美國TI公司生產的DSP芯片、日本三菱IGBT模塊、驅動保護為日本三菱機芯,并網輸出部分采用隔離變壓器，安全可靠；●采用SVPWM脈寬調制技術，純凈正弦波輸出，自動與電網同步跟蹤，功率因數接近1，電流諧波含量低，對公共電網無污染，無沖擊；●最大功率跟蹤技術(MPPT)；●逆變并網電流閉環(huán)控制，可控可調；●輸入直流電壓范圍寬，適應不同場合需求；●頻率擾動檢出技術，實現反孤島控制；●具有全方位的電源保護方案和完善的自我檢測和保護功能。在出現系統(tǒng)故障時將停止并網逆變；●電路結構緊湊、最大效率>94%；●室外型不銹鋼外殼，全密封安裝；防護等級可達到IP65；●RS485通訊，上位機監(jiān)控，實現遠程數據采集和監(jiān)視；●防孤島保護；直驅風力發(fā)電機變流器參數表項目參數網側變流器電壓范圍3AC380V±10％網側變流器頻率范圍50Hz+3%-5%網側變流器容量5kW網側變流器額定電流7.5A諧波畸變率<=3%機側變流器額定電壓380VAC±10％機側變流器頻率0-110Hz機側變流器容量5kW機側變流器額定電流7.5A效率97.2%噪聲＜79.4dB運行溫度-30至+50°CLVRT功能具備LVRT功能,滿足新國標及E.ON2006相關規(guī)定2.2光伏發(fā)電單元2.1.1概述本智能微電網光伏系統(tǒng)安裝于屋頂，光伏支架采用固定方式，光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量10kWp,光伏發(fā)電系統(tǒng)關鍵設備選用天威英利品牌多晶硅光伏電池板，光伏并網逆變器選用國內品牌，光伏組件選用單塊容量250Wp。光伏串聯(lián)后直接接入逆變器直流側，逆變器輸出側接入智能配電柜，并入微電網。2.1.2系統(tǒng)設計原則■高效性本項目設計過程中將充分考慮系統(tǒng)的高效運行，最大限度降低損耗，提高系統(tǒng)發(fā)電效率。■先進性光伏電站能有效運行20年，在進行本項目系統(tǒng)設計中，將通過優(yōu)化系統(tǒng)配置、選擇國內先進的關鍵設備，實現智能控制，以保證系統(tǒng)的先進性?！龇€(wěn)定性本系統(tǒng)將采用先進成熟的技術與設備，結合完善的保護措施，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定并網運行。2.1.3、光伏系統(tǒng)關鍵設備1、光伏組件項目組件采用天威英利品牌多晶硅光伏電池板，固定安裝，防風等級12級，安裝防雷措施，產品獲得TUV、UL、中國鑒衡“金太陽”多項國內外權威認證,擁有25年的質量保證。質量均達到國際領先水平。光伏組件的參數如下：電池類型多晶硅峰值功率（Wp）250短路電流（Isc）8.85開路電壓（Voc）37.2工作電壓(Vm)30工作電流(Im)8.2功率溫度系數(Pm)-0.23%/℃最大功率點電流溫度系數(Im)+0.08%/℃最大功率點電壓溫度系數(Voc)-0.3%/℃額定工作溫度(℃)46±2℃工作溫度(℃)-40～+85℃最大風力載荷4.2KPa系統(tǒng)電壓1000V外形尺寸(mm)1650×992×40重量(kg)19.52、并網逆變器并網逆變器選用組串型并網逆變器，組串型并網逆變器使用一臺10kW并網逆變器，該并網逆變器機殼堅固、易于操作，采用MPPT最大功率跟蹤技術，保證了系統(tǒng)的高發(fā)電量和長期使用壽命，確保設備在極端惡劣的情況下仍然能夠正常運行。并網逆變器的參數如下：直流輸入數據最大輸入功率13kW最大直流電壓900VMPPT電壓范圍450-820V最大輸入電流29A輸入連接路數接線端子交流輸出數據額定輸出功率10kVA額定電網電壓400V交流電壓范圍310-450V額定輸出頻率50Hz±5Hz效率最大效率98%歐洲加權效率97%常規(guī)數據工作溫度-25℃-+55℃通信協(xié)議RS485/RS232/以太網/GPRS3、支架設計本項目光伏支架根據現場情況及也業(yè)主溝通后再詳細設計。根據屋頂情況設計。2.3氣象監(jiān)測單元自動氣象站具有氣象監(jiān)測多種功能，可對地面生態(tài)環(huán)境及多種氣象要素（溫度、濕度、風速、風向、氣壓、雨量、太陽輻射、光照等）進行定時自動采集，計算，處理，顯示，存儲，通訊以及打印，提高了觀測效率。支持多種網絡通訊功能，通過RS485接口與微機有線相連進行數據通訊。該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定，檢測精度高，無人職守，抗干擾能力強，軟件功能豐富等方面特點。1、數據終端：智能氣候采集器：白色標準規(guī)格機箱，配有液晶顯示漢字與圖形功能的記錄儀1臺2、環(huán)境因子（根據需要可選配的其他傳感器種類）：光照強度感應器；葉片濕度傳感器；雨雪傳感器；二氧化碳傳感器等。3、標準支架和橫欄桿，標高2.3米【可定制其他高度或外觀支架】4、采用智能分析軟件，分析數據庫，實行數據采集和處理，實行空間定點定位、記錄儀存儲等操作。5、RS-485S數據傳輸方式，電腦查看數據連接電纜1套（可選配項目：GPRS無線遠程傳輸）6、供電模式：220V或12V,（可選配項目：太陽能供電系統(tǒng)、電池等）7、設備內存額度：286495T8、采集間隔：1～1440分鐘任意設置9、防水等級，標準機箱IP68防水規(guī)范10、智能采集記錄器：空氣溫濕度傳感器技術規(guī)格：.空氣濕度測量范圍：0～100%精度±3%分辨率0.1%.空氣溫度測量范圍：-30～70℃精度±0.2℃分辨率0.1℃.響應時間：<1S.測量穩(wěn)定時間：1S.工作溫度范圍：-40℃～90℃風向傳感器技術參數：.傳感器樣式：尾翼式.測量范圍：0-360°全方位16方位.系統(tǒng)誤差：±3°.工作溫度：-30℃~90℃風速傳感器技術參數：.傳感器樣式：三杯式.啟動風速：0.4-0.8m/s.分辨率：0.1m/s.測量范圍：0-30m.系統(tǒng)誤差：±3%.工作溫度：-30℃~90℃雨量傳感器技術參數：.測量范圍：0～4mm/min（可在<8mm/min條件下正常工作）.測量誤差：±3%（測試雨強2mm/min）.分辨率：0.2mm.工作環(huán)境：-10～80℃光照傳感器技術參數：光線范圍:0～200Klux反應時間:1秒環(huán)境溫度：-30～70°C精度：±3%分辨率：0.1Klux2.4微電網穩(wěn)定控制單元2.4.1概況2.4.2微電網穩(wěn)定控制柜參數輸入電池輸出效率顯示器2.4.3儲能電池組2.4.4蓄電池巡檢系統(tǒng)2.5微電網智能配電柜2.5.1概述本項目采用北變微電網有限公司的MG4000系列微電網智能配電柜，“北京北變微電網技術有限公司”是一家專業(yè)從事智能電網、微電網業(yè)務的高新技術企業(yè)。位于中關村上地信息產業(yè)基地。下設全資子公司“北京新能匯智微電網技術有限公司”、“北京四方華能電氣設備有限公司”、“北京龍星瑞達電子設備有限公司”。公司核心團隊具有多年的電力行業(yè)科研、工程實施、市場運作經驗。人員在電力自動化方面有深厚的技術積累，不僅精通電網一次設備，而且精通電網二次設備。對電網監(jiān)控軟件也有深入研究，具有微電網系統(tǒng)豐厚的技術儲備。每臺智能配電柜內設置5個回路，接入光伏、風機、負荷、儲能。每個回路設置1臺塑殼斷路器，配置電動操作機構及脫扣器；每個回路設置1臺MG2110微電網專用保護裝置；每個回路設置1套快速測控裝置；每個回路設置1臺多功能表。2.5.2MG2110微電網專用保護裝置MG2100系列繼電保護裝置具有以下功能：孤網、并網模式轉換功能當微電網PCC智能快速開關處于分閘位置時，微電網與外界大電網斷開，本裝置接收到孤網模式信號，工作在孤網模式。當微電網PCC智能快速開關處于合閘位置時，微電網與外界大電網連接，本裝置工作在并網模式，同微電網控制系統(tǒng)配合，監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。繼電保護功能具備過流保護、限時速斷保護、速斷保護、功率方向保護、頻率保護、過欠壓保、dF/dt、dV/dt、dI/dt、dS/dt功能等，各段動作電流及動作時間均可獨立整定，保護功能均可投退。具備零序保護功能，采用獨立零序CT。具備快速速斷保護功能，快速速斷出口時間小于10ms。SOE記錄功能可記錄35條事件信息。通信功能提供RS485/232、以太網通信接口及多種標準通信規(guī)約。額定數據工作電壓：DC24V、DC220V、AC220V最大相電流：40A最大零序電流：1A頻率：50Hz環(huán)境條件相對濕度：最大不超過100%大氣壓力：70KPa~106kPa事件順序SOE分辨率：≤5ms兩次事件處理能力：≤25ms絕緣耐壓性能對地絕緣電阻＞100MΩ耐壓漏電流＜5mA沖擊電壓承受5kV、1.2μs的雷電波沖擊。2.6智能微電網控制系統(tǒng)2.6.1概述本項目電網控制中心系統(tǒng)采用北京北變微電網技術有限公司的MG2500型微電網中央控制系統(tǒng)、MG1000型微電網監(jiān)控系統(tǒng)、MG2200型微電網通信控制器。2.6.2硬件構成本項目在微電網控制中心設置1面微電網監(jiān)控柜，柜內安裝有：1臺研華工控機作為工作站，配置22寸液晶顯示器；1臺MG200型微電網通信控制器；1套MG2500型微電網中央控制器；監(jiān)控工作站配套MG1000微電網控制軟件。2.6.3網絡構成微電網控制中心系統(tǒng)采用開放、可靠、易擴展的計算機網絡系統(tǒng)，主要包括以下幾個部分：監(jiān)控層：系統(tǒng)根據項目的實際情況，采用百兆網絡等多種通信相結合的方式。光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、智能設備分別就近接入MG2200微電網通信控制器，通過通信控制器的以太網轉發(fā)接口接入監(jiān)控工作站，實現對各子系統(tǒng)的集成。MG2500型中央控制器通過以太網接口接入監(jiān)控工作站。中間層：各種智能設備通過總線形式或以太網形式連接到MG2200微電網通信控制器，實現數據的匯聚；微電網快速測控通過內部總線形式與MG2500中央控制器，實現中央控制系統(tǒng)的數據采集與處理。2.6.4軟件構成電網控制中心系統(tǒng)軟件體系架構主要由核心軟件平臺、監(jiān)控及高級管理應用相關應用軟件模塊組成，并支持二次開發(fā)。軟件平臺和應用設計均遵循開放式的原則，全面遵循國際標準。采用了面向對象的、組件化的分層、分布設計思想，真正實現了應用業(yè)務在開放軟件平臺基礎之上的即插即用集成。微電網控制中心系統(tǒng)軟件從數據處理邏輯上分為以下三層：數據接口層：數據接口層位于三層結構的最低層，主要包括前置機(FEP)，FEP是連接數據服務器和子系統(tǒng)的必備設備。它負責從子系統(tǒng)采集和向子系統(tǒng)發(fā)送數據。數據接口專門用于數據采集和協(xié)議轉換，完成于實時數據庫的接口。數據處理層：數據處理層是數據處理和數據管理層。數據處理層通過對系統(tǒng)實時數據庫和商用關系數據庫（SQLSERVER、ORACLE等）的管理提供控制系統(tǒng)的應用功能，包括實時數據庫環(huán)境，事件服務器環(huán)境，計算環(huán)境，歷史數據環(huán)境，校時服務器環(huán)境等。實時數據庫和商用關系數據庫的維護和管理為其它能量管理、經濟運行等高級的應用功能的實現提供了保障。人機接口層：人機接口層主要由操作工作站構成。操作工作站提供人機界面，使操作員能在這里完成各種監(jiān)控操作。包括數據展現功能，如HMI（人機界面）環(huán)境，報表，報警、日志，曲線、報表等，同時包含基于此數據開發(fā)的眾多通用或擴展應用模塊，包括常規(guī)的監(jiān)控功能和高級應用功能。高級應用功能包括保障電網的穩(wěn)定高效運行、配網故障處理、結合新能源發(fā)電、儲能及用戶負荷等多種因素，給出不同的優(yōu)化控制運行策略，實現電網的經濟運行等功能。2.6.5MG2500型中央控制系統(tǒng)中央控制器是微電網控制系統(tǒng)的核心設備之一，配置專業(yè)的邏輯控制軟件包，結合各回路配置的快速測控模塊，實現對微電網系統(tǒng)的實時模式控制、電源與負荷的實時動態(tài)調節(jié)，確保微電網系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。主要功能如下：數據采集及控制中央控制器的測控模塊，可實現對微電網系統(tǒng)進線、分布式電源、儲能、負荷、母線等各回路進行電氣量及開關位置等信號量的進行采集，可實現對微電網各回路開關及設備的控制操作，實現對微電網系統(tǒng)運行狀態(tài)的調節(jié)。分布式電源調節(jié)中央控制器可以通過通信接口實現對微電網系統(tǒng)的分布式電源進行調節(jié)，根據需要控制各電源的有功、無功出力。儲能單元調節(jié)中央控制器可以通過通信接口控制儲能系統(tǒng)的輸入、輸出功率，從而滿足微電網運行方式的需要。用電負荷調節(jié)對負荷實行分級管理，分為一、二、三級負荷；一級負荷（高可靠性負荷）通過儲能系統(tǒng)實現不間斷供電；在孤網運行時，二級負荷由微電網控制系統(tǒng)根據當時的電源情況、儲能容量、負荷情況決定是否保障供電；必要時三級負荷可切除。微電網運行模式實時控制中央控制器的主控單元，可以根據調度指令、系統(tǒng)自動、手動進行微電網運行模式的控制。中央控制器內置微電網并網、孤網運行時的控制邏輯，根據不同的運行工況和控制目標實現微電網的實時控制，保證微電網系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。通信功能中央控制器可以與微電網系統(tǒng)的各個智能控制單元進行通信，通過通信實現對各控制單元的控制和調節(jié)。同時中央控制器還可以通過通信接口與微電網監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，接受監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一調度。2.6.6MG1000微電網控制軟件系統(tǒng)對風力發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、柴油發(fā)電系統(tǒng)、配電回路、饋線等相關供電設備運行情況進行實時監(jiān)控，完成測量數據歸檔及統(tǒng)計報表功能，及時掌握電網系統(tǒng)的各種事故和警報事件。主要實現以下主要功能:配合微電網中央控制器、通信控制器處理、決策微電網中央控制器不處理的微電網控制高級功能收集站端采集系統(tǒng)的實時數據，實現基本四遙功能；接收微電網監(jiān)控系統(tǒng)轉發(fā)的實時數據；實時網絡拓撲和動態(tài)網絡著色；畫面顯示與操作；用直觀的圖形方式顯示實時數據、統(tǒng)計數據、事件和報警；提供交互式操作和控制設備的手段;為其他應用軟件提供網絡模型;為其他應用軟件提供應用程序接口;報表管理與打?。幌到y(tǒng)遠程維護；故障處理；自動化設備狀態(tài)監(jiān)視；豐富的通信規(guī)約功能。數據的存儲和追蹤事故追憶2.6.7MG2200型微電網通信控制器控制系統(tǒng)軟件界面截圖一1速北變微電網1222寸液晶DELL工作站13北變微電網14專北變微電網15柜體顏色用戶指定，柜體尺寸：自制16惠普1控制系統(tǒng)設備選型及配置方案表2.7負載電阻

ZX15系列電阻器為開啟式，適用于交流50HZ、電壓至660V以下及直流電壓至440V以下的電路中，供作起動，調速、制動、放電及其它用途。其容量為4.6KW，是由鐵鉻鋁合金帶繞制成螺旋形管狀電阻元件裝成。參數值允許電流(A)128A總電阻（歐姆）0.3元件ZY-0.24發(fā)熱時間常數(s)144目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 11.1項目名稱與承辦單位 11.2研究工作的依據、內容及范圍 11.3編制原則 31.4項目概況 31.5技術經濟指標 51.6結論 6第二章項目背景及建設必要性 82.1項目背景 82.2建設的必要性 9第三章建設條件 113.1項目區(qū)概況 113.2建設地點選擇 錯誤！未定義書簽。3.3項目建設條件優(yōu)劣勢分析 錯誤！未定義書簽。第四章市場分析與銷售方案 134.1市場分析 134.2營銷策略、方案、模式 14第五章建設方案 155.1建設規(guī)模和產品方案 155.2建設規(guī)劃和布局 155.3運輸 185.4建設標準 185.5公用工程 205.6工藝技術方案 215.7設備方案 215.8節(jié)能減排措施 24第六章環(huán)境影響評價 256.1環(huán)境影響 256.2環(huán)境保護與治理措施 266.3評價與審批 28第七章項目組織與管理 297.1組織機構與職能劃分 297.2勞動定員 297.3經營管理措施 307.4技術培訓 30第八章勞動、安全、衛(wèi)生與消防 318.1編制依據及采用的標準 318.2安全衛(wèi)生防護原則 318.3自然災害危害因素分析及防范措施 328.4生產過程中產生的危害因素分析及防范措施 328.5消防編制依據及采用的標準 348.6消防設計原則 358.7火災隱患分析 358.8總平面消防設計 358.9消防給水設計 368.10建筑防火 368.11火災檢測報警系統(tǒng) 378.12預期效果 37第九章項目實施進度 389.1實施進度計劃 389.2項目實施建議 38第十章項目招投標方案 4010.1招標原則 4010.2項目招標范圍 40HYPERLINK\l"