新能源及微电网

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
开关
老窝铺变电 站10kV出线 515线 农家游小区 供电配变
1#风机控制器
2#风机控制器
储能单元 80kW/128kWh
1#光伏阵列 25kW
2#光伏阵列 25kW
1#风力发电机 30kW
2#风力发电机 30kW
光伏产品
风机
储能产品
储储储储 储储储储 储 储 储 储 储 Fl yw heel s储 储储储储储储储C AES储 储储储储 储 储 储 储 储 储 SM ES储 储储储储储 储 储 储 储 储 Lead- Aci d储 储储储储/储储储储储N i -C d/ N i -M H 储 储储储储储 储储储储储N aS储 储 储 储 储 储 储 Li 储 i on储 储 储 储 储 储 Fl ow Bat t er y储
安全（大型）
海岛（中小型） 东部沿海海岛、偏 远无电山区 新的应用在哪里？
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
450
园区实际负荷与园区等效负荷(kW)
400
光 伏 发 电 量 (kW)
160 140
园区等效负荷 园区实际负荷
350 300 250 200 150 100
Q
A
Q
A
Q
A
Q
A
1# 光伏并 网逆变器 1# 直流防 雷汇流箱
2# 光伏并 网逆变器 2# 直流防 雷汇流箱
1# 风机并 网逆变器 1# 卸 荷 箱
2# 风机并 网逆变器 2# 卸 荷 箱
有源 滤波
BMS
1# 风机控制器
2# 风机控制器
储能单元 80kW/128kWh
1# 光伏阵列 25kW
2# 光伏阵列 25kW

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。
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
1# 风力发电机 30kW
2# 风力发电机 30kW
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
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； 民用（中小型） 学校、小区
A Q
计量表
Q
电能质量监测
A
微电网400V母线
A
发电单元汇流母线
农家游 负荷 Q PCS A Q A Q A Q A Q A
1#光伏并 网逆变器 1#直流防 雷汇流箱
2#光伏并 网逆变器 2#直流防 雷汇流箱
1#风机并 网逆变器 1# 卸 荷 箱
2#风机并 网逆变器 2# 卸 荷 箱
有源 滤波
BMS
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(Distributed Generation—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。
光伏发电机
光伏发电机 风力发电机 风力发电机 蓄电池
燃料电池
微电网子站
主站系统
模式控制器
运方控制器
老窝铺变电 站10kV 出线 515线 农家游小区 供电配变
B1
开关
A Q
计量表 电能质量监测
K1
Q
A
微电网400V 母线
K8
A
发电单元汇流母线
农家游 负荷
K2 K3 K4 K5 K6 K7
Q
A PCS

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）
储储储储
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。
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。
18:00
20:00
140 120
9:00
11:00
13:00 时间
15:00
17:00
19:00
光伏发电量（kW）
100
50
园 区 实 际 负 荷 (kW)
80 60 40 20 0 6:00
40 30 20 10 0 -10 7:00 9:00 11:00 13:00 时间 15:00 17:00 19:00
8:00
10:00
12:00
wenku.baidu.com14:00
16:00
18:00
20:00
时间
120 100 80 60 40 20 0 7:00 9:00 11:00 13:00 时间 15:00 17:00 19:00
30
电 网 供 电 量 (kW)
50 6:00
10 -10 -30 -50 -70 -90 -110 -130 7:00
8:00
10:00
12:00 时间
14:00
16:00

主站接入层 远程用户 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
打印机 智能管理层
微电网子站 现场用户
主站接入系统& 能量监管系统
光端机
以太网交换机
现场中央控 制层 中央控制单元 运方控制器 中央控制单元 运方控制器
一体化测控单元 保护装置
逆变器
BMS
断路器
智能快速开关
现场监控层
微网1
商用（中大型） 智能楼宇、商场、 酒店
工业（大型） 大型能耗企业（冶 金、钢铁、工厂） 军事基地、医院、 防空设施
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；
补充企业巨大的电能消耗；维持企业 产能；减少企业支出； 安全可靠，不受城市主网的影响； 减少电网建设费用；充分利用当地资 源； 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？