微电网发展与开发思路精品讲义资料

玉树州水光互补微网发电工程
建设地点：青海省玉树藏族自治州巴塘乡（2011年7月-2011年12月） 项目来源：金太阳工程，业主单位青海水电集团 环境恶劣：海拔4000米，最低气温-30度 电网薄弱：无大电网，电能质量极差，频率低至47Hz，10kV母线电压低至7kV
项目技术挑战性大，国内外没有可供借鉴的经验！
微电网的重要角色——是能源互联网的重要基础单
元 缓解高密度分布式光伏等对电网影响，高比例消纳可再生
能源 实现多种能源的梯级高效利用 为用户提供定制化供电服务 为电网故障自愈提供重要供电支撑 给电网提供支撑服务：消峰填谷、推迟电网增容改造、电
能质量改善 解决海岛和边远地区可靠供电
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微电网关键技术
➢ 能源的梯级利用； ➢ 可再生能源的安全消纳； ➢ 多种能源的协调优化； ➢ 提升用户的用能品质； ➢ 提高用户的供能可靠性； ➢ 降低用户的用能成本； ➢ ……
发展现状
微电网的基本特点：小型的电力系统，即可联网，又可独立运行 多种技术方案：共交流母线、直流微电网、交直流混合 特有的设备技术研制示范：电压源逆变器、能量管理系统、负荷
技术创新点
创新点1：MW级水/光/储互补微电网设计集成技术
关键问题：1）微电网晚高峰供电问题极其凸出； 2）常规光伏并网直接威胁系统稳定。
采用基于交直流混合母线的新型光储系统结构，将光伏冲击与电网相隔 离。采用水光储互补发电策略，合理设计容量配比，满足当地供电需求。
调度站
本地负荷
电网
拉贡 禅古
可调度光伏电站
项目概况
系统组成
光伏阵列： 2MW平单轴跟踪
蓄电池组：15.2MWh铅酸
逆变器：
器
150kVA×15台功率可调度逆变
150kVA×2台双模式逆变器
变器
200kVA×3台自同步电压源逆
电压等级
直流母线400V，电站输出交流35kV
运行方式
水光储互补运行方式，昼储夜发
电站系统结构（20条发电支路）
对电能质量的特殊要求，实现对重要负荷的不间断供电； 应用于灾害多发地区，可以提高供电备用，有利于故障后黑启动； 应用于峰谷功率差异很大的地区，包括峰值容量占容费与峰谷电价差。
城市型微网模式分析—技术特征
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应用系统：（居民、商业、工业）用户、（园区、社区、城市）区域； 网络：通过单点（PCC)接入用户配电网； 能源：多种可再生能源、大量电力电子装置、无惯性（储能）； 负荷：冷热电多种负荷响应需求、高供电可靠性、高电能质量； 运行模式：具有独立和并网两种运行模式，实现并网点功率可控、消峰
微电网规划、总体方案设计 微电网控制 微电网保护 微电网能量管理系统 微电网仿真与实验 微电网关键电力电子装置及其控制 储能技术：电动汽车储能、储冷、储热——目前最好经济性
发展现状—背景
分布式发电含有多种电源形式，但以光伏为主的可再生能源 将成为未来分布式发电的主要形式。
微电网是进行用户侧分布式可再生能源开发和提高能源利用 效率的一种有效途径!
储能技术、微电网与分布式光伏发电协调发展高级研讨班
微电网发展与开发思路
主要内容
一、发展现状及趋势 二、应用模式及发展机制 三、发展势与可持续发展的思考
一、发展现状
微电网（微网）定义
微电网是指由分布式电源、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等汇 集而成的小型发/配/用电系统，是一个能够实现自我控制和管理的自治系统 [3]。微电网可以看作是小型的电力系统，它具备完整的发电、配电和用电 功能，可以有效实现网内的能量优化。微电网有时在满足网内用户电能需 求的同时，还需满足网内用户热能的需求，此时的微电网实际上是一个能 源网。按照是否与常规电网连接，微电网可分为联网型微电网和独立型微 电网。
微电网没有严格的定义：容量、电压等级 智能电网是个大筐
微电网的特征
因地制宜，综合考虑源、网、荷情况及需求，按技术经济可行设 计，具有个性化、定制化特征
可并网及自治运行，并可和电网进行有规律的能量交换，可调节 的有电源的负荷或带负荷的电源
多能源互补、冷热电综合，可提高供能及用能效率 多方“跨界”，相关方众多，非技术因素深刻影响其应用和推广 融和性好，易增容、减容
柴油发电机组
世界首个MW级水/光/储微电网工程，海拔最高
三种典型应用模式
城市型微网山东东营
示范点
边远地区微网青海兔尔干
海岛型微网广东大万山
城市型微网模式分析—应用场合
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应用于分布式可再生能源渗透率较高的地区，平抑分布式可再生电源并 网对电网的影响，提高电网对分布式可再生能源的接纳能力；
应用于热电联产等多能互补地区，可以提高能源利用效率，节能降耗； 应用于对电能质量和供电可靠性有特殊要求的电力用户，能够满足用户
阿里电力：狮泉河水电站4×1600kW（年发电量1300万kWh），电力供应
不足
太阳能资源：年均日照3550h，年平均辐射总量 8250 MJ/m2
解决措施：在狮泉河建设10MWp光伏电站，形成光/水互补发电系统
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阿里总体方案—综述
在狮泉河10MW光伏电站方案论证过程中，主要有以下4种方案： ➢方案1：并网型光伏电站+水电站+柴油发电机 ➢方案2：并网型光伏电站+少量蓄电池站+水电站+柴油发电机 ➢方案3：光伏电站 (含蓄电池) +水电站+柴油发电机 ➢方案4：光伏水泵+抽水蓄能站+水电站+柴油发电机
响应、继电保护 各种储能技术的应用示范 应用场景：离网型、联网型 总体而言处于研究示范阶段：技术、经济、商业模式
二、应用模式及发展机制
2008年完成：西藏阿里光/水/柴/蓄多能互补发电系统技术专题研究
光伏电站场址
光伏电站场址 降压站
降压站 狮泉河
狮泉河
项目概况：
阿里地区：西藏西北部，平均海拔4500m，面积31万km2，人口8.6万人；
西藏阿里10MWp光伏电站技术专题研究：总体技术方案
技术专题4 技术专题5
技术专题3
技术专题2
解决年供电量严 重不足问题！
总体技术方案需细化并进行初步 设计，主要内容如下： 专题2:电网能量管理及运行方式研 究 专题3:电网稳定性技术研究 专题4:高压并网控制逆变技术的研 究 专题5:储能系统控制策略研究 第13页