分布式發(fā)電以及微網(wǎng)運行控制技術(shù)的應用與分析

為了解決風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等分布式電源的間歇性、波動(dòng)性，不能離網(wǎng)運行以及大量分布式能源接入對電網(wǎng)沖擊大等問(wèn)題，一種新的電網(wǎng)結構和技術(shù)——微網(wǎng)應運而生。目前，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)在全國多個(gè)地區啟動(dòng)了分布式光伏發(fā)電及微網(wǎng)運行控制項目，研究分布式光伏電源對配網(wǎng)的影響，未來(lái)，將能夠實(shí)現綠色能源的友好接入，并為微網(wǎng)的運行控制積累經(jīng)驗。

除河南分布式光伏發(fā)電及微網(wǎng)運行控制試點(diǎn)工程外，國家電網(wǎng)公司還在杭州、西安兩地的城網(wǎng)系統建設微網(wǎng)控制試點(diǎn)項目，在華北、內蒙古呼倫貝爾盟兩地農網(wǎng)系統建設三處微網(wǎng)試點(diǎn)項目。

一、城網(wǎng)部分

（一）浙江公司

建設內容：

此項目共接入5個(gè)分布式發(fā)電儲能及微電網(wǎng)系統，分別為浙江中試所微電網(wǎng)系統、杭州能源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)園并網(wǎng)光伏發(fā)電站、電動(dòng)汽車(chē)儲能站、省電力公司屋頂光伏發(fā)電系統以及浙江日報大樓用戶(hù)光伏發(fā)電系統。

五個(gè)系統通過(guò)光纖或公網(wǎng)無(wú)線(xiàn)方式把所采集的信息接入配網(wǎng)調度SCADA系統，開(kāi)展以下七個(gè)方面的研究工作：

1. 含分布式電源及微電網(wǎng)的饋線(xiàn)自動(dòng)化；

2. 含分布式電源的配網(wǎng)建模及重構；

3. 含分布式電源的配網(wǎng)智能優(yōu)化調度；

4. 含分布式電源的配網(wǎng)供電可靠性評估；

5. 分布式電源的發(fā)電預測；

6. 含分布式電源的新型配網(wǎng)規劃；

7. 分析分布式電源對配電系統運行的影響。

在上述理論研究工作完成并取得成果的基礎上，在配電SCADA系統，實(shí)現以下五大功能：

1. 分布式電源／微網(wǎng)接入運行監控；

2. 分布式電源／微網(wǎng)綜合展示；

3. 分布式電源及微網(wǎng)的協(xié)調控制；

4. 分布式電源及微網(wǎng)的饋線(xiàn)自動(dòng)化分析；

5. 分布式電源的配電網(wǎng)建模。

通過(guò)項目的實(shí)施，在調度系統中全面監控分布式電源和儲能系統，可以進(jìn)一步增強電網(wǎng)的可觀(guān)性和可控性，提高電網(wǎng)的可靠性，為智能電網(wǎng)的應用與管理起示范作用，可以取得

顯著(zhù)的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

（二）陜西公司

建設內容：

此項目依托西安世界園藝博覽會(huì )園區風(fēng)光儲微網(wǎng)一體化電動(dòng)汽車(chē)充電站，以及智能電網(wǎng)展示項目的風(fēng)光儲微網(wǎng)開(kāi)展建設。

·結合園區景觀(guān)特點(diǎn)，利用充電站頂棚建設發(fā)電峰值容量50峰瓦的光伏發(fā)電系統；

·沿充電站A.口和出口道路一側安裝具有微風(fēng)啟動(dòng)、輕風(fēng)發(fā)電特點(diǎn)的2千瓦小型風(fēng)力發(fā)電系統6臺。形成安裝容量為12千瓦的小型風(fēng)力發(fā)電系統，連同充電站屋頂光伏發(fā)電系

統一起接入充電站供電網(wǎng)絡(luò )；

·同時(shí)配置建設25千瓦／50千瓦時(shí)磷酸鐵鋰儲能系統接入充電站主配電室；

·利用頂棚光伏太陽(yáng)板分離出5峰瓦光伏發(fā)電和5千瓦/10千瓦時(shí)磷酸鐵鋰儲能系統接入智能家居體驗區，模擬家庭的新能源接入；

·部署包含了二次測控保護、通信與數據采集在內的設備和微電網(wǎng)集中管理系統，實(shí)現與充電站供電網(wǎng)絡(luò )的協(xié)調運行，最終建成一個(gè)包含智能配電、風(fēng)、光、儲、微和電動(dòng)汽車(chē)充電站等多種智能電網(wǎng)要素結合的實(shí)際運行的系統，利用微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)調度與控制，實(shí)現整個(gè)系統的高效、安全運轉，并借助世界園藝博覽會(huì )的窗口，起到極強的示范和宣傳作用。

結合已經(jīng)招標的電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設方案，考慮到陜西省電力公司在世園會(huì )地點(diǎn)的土地征用實(shí)際情況，采用了在靠近充電站側道路的草坪上部署6臺2千瓦微風(fēng)啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機組的方案。同時(shí)，在充電站主接線(xiàn)的基礎上，規劃了風(fēng)光儲微網(wǎng)系統的一次接線(xiàn)布置方案。

二、農網(wǎng)部分

（一）華北公司

建設內容：

本項目以村莊模式與單戶(hù)模式相結合的方式，進(jìn)行基于風(fēng)光儲的微電網(wǎng)應用示范項目研究與建設。通過(guò)建立風(fēng)光儲微網(wǎng)系統，重點(diǎn)研究電網(wǎng)的安全控制，風(fēng)光儲不同運行模式的控制，不同運行模式下電壓的控制，不同風(fēng)機運行方式的控制，儲能充放電的控制等智能化應用功能。同時(shí)研究微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)協(xié)調控制的問(wèn)題。選擇應用較成熟的風(fēng)光儲電氣設備，進(jìn)行各種試驗研究，為今后在農網(wǎng)大規模推廣應用積累經(jīng)驗。

1. 村莊模式

·村莊模式的建設內容包含光伏發(fā)電子系統、風(fēng)力發(fā)電子系統、儲能子系統、低壓集電和配電子系統、微電網(wǎng)監控和能量管理子系統、電能計量子系統、電能質(zhì)量監測和治理子系統、接入公用配電網(wǎng)子系統、通信子系統等。光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電通過(guò)獨立集電線(xiàn)路接入配電子系統。

·村莊模式的建設目標：形成一個(gè)低壓400伏的微電網(wǎng)運行系統，既可以并網(wǎng)運行，也可以離網(wǎng)運行。

2. 單戶(hù)模式

·單戶(hù)模式包含光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元、蓄電池儲能單元、交流逆變單元、雙電源切換單元、微電網(wǎng)協(xié)調控制單元等。

·單戶(hù)模式的建設目標：為了貫徹落實(shí)國家新的能源發(fā)展戰略，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟，適應未來(lái)農村大規模應用分布式能源的需要，進(jìn)行單戶(hù)微電網(wǎng)的建設模式研究，為將來(lái)大規模應用做好技術(shù)儲備。

（二）蒙東公司

1. 陳巴爾虎旗赫爾洪得移民村微網(wǎng)試點(diǎn)工程

·建設內容：該試點(diǎn)工程為典型的并網(wǎng)型微網(wǎng)，微網(wǎng)擬通過(guò)一回線(xiàn)路接入赫爾洪得35千伏變電站。微網(wǎng)內擬建150峰瓦光伏發(fā)電和100千瓦風(fēng)力發(fā)電站，同時(shí)根據分布式電源的出力特性配置50kW×2h鋰離子電池。150峰瓦光伏發(fā)電中，100峰瓦為集中式光伏發(fā)電站，50峰瓦為分布式屋頂光伏發(fā)電。

·研究重點(diǎn)：研究分散式光伏發(fā)電與集中式光伏發(fā)電的并網(wǎng)規劃設計與運行技術(shù)；研究并網(wǎng)型微網(wǎng)與主電網(wǎng)的協(xié)調運行與互動(dòng)技術(shù)；提出適用于并網(wǎng)型微網(wǎng)的信息采集/通信系統方案；提出滿(mǎn)足不同需求的農網(wǎng)并網(wǎng)型微網(wǎng)典型建設模式。

·研究成果：掌握農網(wǎng)中分散式光伏與集中式光伏發(fā)電的并網(wǎng)規劃設計與運行技術(shù)；開(kāi)發(fā)集分布式電源/儲能/負荷狀態(tài)參數監測、無(wú)功補償本地/遠程控制投切、電能質(zhì)量監測、電量抄錄、遠程通信、能量?jì)?yōu)化調度、保護等功能于一體的微網(wǎng)運行監控平臺；提出并網(wǎng)型微網(wǎng)與主電網(wǎng)的協(xié)調互動(dòng)技術(shù)方案；提出滿(mǎn)足不同需求的農網(wǎng)并網(wǎng)型微網(wǎng)典型建設模式；完成陳旗微網(wǎng)試點(diǎn)工程的建設，實(shí)現微網(wǎng)與主網(wǎng)的協(xié)調優(yōu)化互動(dòng)，并可對微網(wǎng)設計方法、控制保護策略、與電網(wǎng)的互動(dòng)策略及評價(jià)指標體系綜合加以測試與試驗。

2. 額爾古納市太平林場(chǎng)微網(wǎng)試點(diǎn)工程

·建設內容：該試點(diǎn)工程為離網(wǎng)型微網(wǎng)，微網(wǎng)內擬建風(fēng)光互補電站一座，含光伏發(fā)電系統250峰瓦，風(fēng)力發(fā)電系統100千瓦，儲能配置200kW×4h鋰離子電池。

·研究重點(diǎn)：研究風(fēng)光儲集中互補電站的規劃設計與優(yōu)化運行控制技術(shù)；研究離網(wǎng)型微網(wǎng)中分布式電源／儲能的協(xié)調控制技術(shù)；提出適用于離網(wǎng)型微網(wǎng)的采集／信息通信系統方案；提出滿(mǎn)足不同需求的農網(wǎng)離網(wǎng)型微網(wǎng)典型建設模式。

·預期成果：掌握風(fēng)光儲集中互補電站的規劃設計與優(yōu)化運行控制技術(shù)；開(kāi)發(fā)集分布式電源／儲能／負荷協(xié)調控制、設備狀態(tài)監測和電能質(zhì)量監控于一體的離網(wǎng)型微網(wǎng)運行監控平臺，可實(shí)現分布式電源／儲能與負荷間、微網(wǎng)保護與控制間相互協(xié)調的綜合監控；完成額爾古納微網(wǎng)試點(diǎn)工程的建設，實(shí)現微網(wǎng)孤網(wǎng)模式下的安全穩定運行，并可對微網(wǎng)設計方法、協(xié)調控制箍略、保護策略及評價(jià)指標體系綜合加以測試與試驗。制定微網(wǎng)運行維護、管理規程和測試規范。

信息來(lái)源：《國家電網(wǎng)》雜志