新能源及微电网

新能源及微电网技术2011.7.22内容新能源及分布式发电微电网技术系统方案新能源节能环保高效分布式发电随着分布式发电技术的不断创新及常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重，世界各国日益关注分布式发电技术(DistributedGeneration—DG)。分布式发电一般是指发电功率在数千瓦至50兆瓦的小型化、模块化、分散式、布置在用户附近为用户供电的连接到配电系统的小型发电系统。现有研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以微网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式。微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。分布式发电的前景2007年：全球利用风力、太阳能等可再生能源发电的投资达到710亿美元（不包括大型水利发电）；(世界银行报告)2020年：美国太阳能光伏发电将占发电装机增量的15%左右，累计安装量达到3600万千瓦；欧盟国家可再生能源发电量将占总量的30%；（美国能源部;德国乌帕塔尔气候环境与能源研究院）2020年：我国风力发电3000万千瓦，太阳能发电180万千瓦，生物质能3000万千瓦。（国家发改委）分布式电源（DG）-应用意义1、解决集中用户的冷、热、电、气等供给问题，提供整体优化解决方案，解决远距离电能量传输问题，提高能源的综合使用效率；2、易平衡用户不同类型的需要；3、作为友好负荷，担负起电网负荷平移作用，实现消峰填谷、储能、调频等作用分布式电源（DG）-并网应用微网（MG）-基本概念微电网是分布式发电的重要形式之一，微电网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求。该灵活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性。同时，微电网通过单点接入电网，可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。另外，微电网将分散的不同类型的小型发电源（分布式电源）组合起来供电，能够使小型电源获得更高的利用效率。微电网是一个预先设计好的孤岛，可在主网脱离后孤立正常运行，维持所有或部分重要用电设备的供电。微电网与大电网是有机整体，可以灵活连接、断开，既可与大电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。微网运行优势可大大提高分布式电源的有效运行时间；可大大提高分布式电源的有效运行时间；有助于电网灾变时的重要负荷持续供电；有助于电网灾变时的重要负荷持续供电；避免间歇式电源对周围用户电能质量的直接影响；避免间歇式电源对周围用户电能质量的直接影响；有助于可再生能源优化利用和电网节能降损。有助于可再生能源优化利用和电网节能降损。图中包括3条馈线A，B和C及1条负荷母线，网络整体呈辐射状结构。馈线通过主分隔装置(通常是一个静态开关)与配电系统相连，可实现孤网与并网运行模式间的平滑切换。该开关点即PCC所在的位置，一般选择为配电变压器的原边侧或主网与微电网的分离点。微电网结构示意图电气结构1#光伏阵列25kW1#风力发电机30kW1#风机控制器储能单元80kW/128kWhBMS发电单元汇流母线1#光伏并网逆变器1#直流防雷汇流箱2#光伏阵列25kW2#光伏并网逆变器2#直流防雷汇流箱1#卸荷箱2#风机并网逆变器2#风力发电机30kW2#风机控制器2#卸荷箱PCSAAAA1#风机并网逆变器农家游负荷A农家游小区供电配变老窝铺变电站10kV出线515线有源滤波A开关计量表AAQ电能质量监测QQQQQQ微电网400V母线光伏产品风机储储储储储储储储储储储储储储储储储储储储储储Lead-Acid储储储储储/储储储储储Ni-Cd/Ni-MH储储储储储储NaS储储储储储储储Li储ion储储储储储储FlowBattery储储储储储储储储CAES储储储储储储储储储储Flywheels储储储储储储储SMES储储储储储储储能产品微电网控制系统微电网要作为一个整体参与离并网运行，并保证微电网内负荷稳定供电，需要各种监测设备、控制设备、保护设备及微电网高级应用的协同工作，这些设备配合工作形成微电网控制系统。微电网控制系统要解决的问题微电网控制系统是微电网的核心，要解决的主要问题包括：1、如何识别主网或者微电网发生了故障；2、在故障发生时，实现在主网或微电网快速分离；3、微电网并网运行与孤网运行时的继电保护的差异；4、微电网中各元件如何与中央控制器进行互联，互通消息；5、微电网中多种分布式电源及储能单元的协调运行；6、微电网如何减少运行模式切换时给微电网用户带来的影响；7、微电网孤网运行时的电源与负荷的平衡问题；8、微电网电压无功调节问题；9、微电网能源管理与经济运行；10、微电网与主站互联通信的能力及应用。一体化测控单元燃料电池风力发电机风力发电机光伏发电机光伏发电机蓄电池保护装置BMS现场监控层中央控制单元运方控制器现场中央控制层智能管理层中央控制单元运方控制器微网1主站接入层微电网子站以太网交换机现场用户打印机光端机微电网历史数据服务器微电网发电曲线应用微电网能量管理主站接入系统&能量监管系统远程用户逆变器断路器智能快速开关1#光伏阵列25kW1#风力发电机30kW1#风机控制器储能单元80kW/128kWhBMS发电单元汇流母线1#光伏并网逆变器1#直流防雷汇流箱2#光伏阵列25kW2#光伏并网逆变器2#直流防雷汇流箱1#卸荷箱2#风机并网逆变器2#风力发电机30kW2#风机控制器2#卸荷箱PCSAAAA1#风机并网逆变器农家游负荷A农家游小区供电配变老窝铺变电站10kV出线515线有源滤波AAQQQQQQ微电网400V母线B1K1K2K3K4K5K6K7K8A开关计量表Q电能质量监测模式控制器运方控制器微电网子站主站系统我们能做什么？集成（总包与分包）微电网控制系统（设备研发与制造）1.保护测控终端2.带保护的开关3.逆变器4.中央控制器等5.子站及应用整体项目设计及承包应用方案分类场合详细民用（中小型）学校、小区节能减排；削峰填谷；在可能的范围内优先使用分布式电源产生的电能；商用（中大型）智能楼宇、商场、酒店提高楼宇的智能化水平；当主网停电时，能维持楼宇内短时用电；减少停电对生活的影响；工业（大型）大型能耗企业（冶金、钢铁、工厂）补充企业巨大的电能消耗；维持企业产能；减少企业支出；安全（大型）军事基地、医院、防空设施安全可靠，不受城市主网的影响；海岛（中小型）东部沿海海岛、偏远无电山区减少电网建设费用；充分利用当地资源；新的应用在哪里？投资小？见效快？实用性高？技术难度不复杂？自有的解决方案？客户乐于接受？一些应用案例1.别墅，高档住宅2.工业园区3.西北草原缺水区4.风光互补路灯工业园区应用6:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0050100150200250300350400450时间园区实际负荷与园区等效负荷(kW)6:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:00020406080100120140光伏发电量（kW）时间园区等效负荷园区实际负荷7:009:0011:0013:0015:0017:0019:00020406080100120140160时间光伏发电量(kW)7:009:0011:0013:0015:0017:0019:00-130-110-90-70-50-30-101030时间电网供电量(kW)7:009:0011:0013:0015:0017:0019:00-1001020304050时间园区实际负荷(kW)