分布式發(fā)電以及微網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)的應(yīng)用與分析

為了解決風(fēng)電、太陽能發(fā)電等分布式電源的間歇性、波動(dòng)性，不能離網(wǎng)運(yùn)行以及大量分布式能源接入對(duì)電網(wǎng)沖擊大等問題，一種新的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)——微網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。目前，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)在全國多個(gè)地區(qū)啟動(dòng)了分布式光伏發(fā)電及微網(wǎng)運(yùn)行控制項(xiàng)目，研究分布式光伏電源對(duì)配網(wǎng)的影響，未來，將能夠?qū)崿F(xiàn)綠色能源的友好接入，并為微網(wǎng)的運(yùn)行控制積累經(jīng)驗(yàn)。

除河南分布式光伏發(fā)電及微網(wǎng)運(yùn)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(tǒng)建設(shè)微網(wǎng)控制試點(diǎn)項(xiàng)目，在華北、內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟兩地農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)三處微網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目。

一、城網(wǎng)部分

（一）浙江公司

建設(shè)內(nèi)容：

此項(xiàng)目共接入5個(gè)分布式發(fā)電儲(chǔ)能及微電網(wǎng)系統(tǒng)，分別為浙江中試所微電網(wǎng)系統(tǒng)、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)汽車儲(chǔ)能站、省電力公司屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)以及浙江日?qǐng)?bào)大樓用戶光伏發(fā)電系統(tǒng)。

五個(gè)系統(tǒng)通過光纖或公網(wǎng)無線方式把所采集的信息接入配網(wǎng)調(diào)度SCADA系統(tǒng)，開展以下七個(gè)方面的研究工作：

1. 含分布式電源及微電網(wǎng)的饋線自動(dòng)化；

2. 含分布式電源的配網(wǎng)建模及重構(gòu)；

3. 含分布式電源的配網(wǎng)智能優(yōu)化調(diào)度；

4. 含分布式電源的配網(wǎng)供電可靠性評(píng)估；

5. 分布式電源的發(fā)電預(yù)測(cè)；

6. 含分布式電源的新型配網(wǎng)規(guī)劃；

7. 分析分布式電源對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

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

1. 分布式電源／微網(wǎng)接入運(yùn)行監(jiān)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(diào)控制；

4. 分布式電源及微網(wǎng)的饋線自動(dòng)化分析；

5. 分布式電源的配電網(wǎng)建模。

通過項(xiàng)目的實(shí)施，在調(diào)度系統(tǒng)中全面監(jiān)控分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以進(jìn)一步增強(qiáng)電網(wǎng)的可觀性和可控性，提高電網(wǎng)的可靠性，為智能電網(wǎng)的應(yīng)用與管理起示范作用，可以取得

顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（二）陜西公司

建設(shè)內(nèi)容：

此項(xiàng)目依托西安世界園藝博覽會(huì)園區(qū)風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)一體化電動(dòng)汽車充電站，以及智能電網(wǎng)展示項(xiàng)目的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)開展建設(shè)。

·結(jié)合園區(qū)景觀特點(diǎn)，利用充電站頂棚建設(shè)發(fā)電峰值容量50峰瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)；

·沿充電站A.口和出口道路一側(cè)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(tǒng)6臺(tái)。形成安裝容量為12千瓦的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，連同充電站屋頂光伏發(fā)電系

統(tǒng)一起接入充電站供電網(wǎng)絡(luò)；

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

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

·部署包含了二次測(cè)控保護(hù)、通信與數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的設(shè)備和微電網(wǎng)集中管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與充電站供電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，最終建成一個(gè)包含智能配電、風(fēng)、光、儲(chǔ)、微和電動(dòng)汽車充電站等多種智能電網(wǎng)要素結(jié)合的實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)，利用微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度與控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)，并借助世界園藝博覽會(huì)的窗口，起到極強(qiáng)的示范和宣傳作用。

結(jié)合已經(jīng)招標(biāo)的電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)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(cè)道路的草坪上部署6臺(tái)2千瓦微風(fēng)啟動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的方案。同時(shí)，在充電站主接線的基礎(chǔ)上，規(guī)劃了風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的一次接線布置方案。

二、農(nóng)網(wǎng)部分

（一）華北公司

建設(shè)內(nèi)容：

本項(xiàng)目以村莊模式與單戶模式相結(jié)合的方式，進(jìn)行基于風(fēng)光儲(chǔ)的微電網(wǎng)應(yīng)用示范項(xiàng)目研究與建設(shè)。通過建立風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)，重點(diǎn)研究電網(wǎng)的安全控制，風(fēng)光儲(chǔ)不同運(yùn)行模式的控制，不同運(yùn)行模式下電壓的控制，不同風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式的控制，儲(chǔ)能充放電的控制等智能化應(yīng)用功能。同時(shí)研究微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制的問題。選擇應(yīng)用較成熟的風(fēng)光儲(chǔ)電氣設(shè)備，進(jìn)行各種試驗(yàn)研究，為今后在農(nóng)網(wǎng)大規(guī)模推廣應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。

1. 村莊模式

·村莊模式的建設(shè)內(nèi)容包含光伏發(fā)電子系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電子系統(tǒng)、儲(chǔ)能子系統(tǒng)、低壓集電和配電子系統(tǒng)、微電網(wǎng)監(jiān)控和能量管理子系統(tǒng)、電能計(jì)量子系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和治理子系統(tǒng)、接入公用配電網(wǎng)子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)等。光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電通過獨(dú)立集電線路接入配電子系統(tǒng)。

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

2. 單戶模式

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

·單戶模式的建設(shè)目標(biāo)：為了貫徹落實(shí)國家新的能源發(fā)展戰(zhàn)略，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，適應(yīng)未來農(nóng)村大規(guī)模應(yīng)用分布式能源的需要，進(jìn)行單戶微電網(wǎng)的建設(shè)模式研究，為將來大規(guī)模應(yīng)用做好技術(shù)儲(chǔ)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(shè)內(nèi)容：該試點(diǎn)工程為典型的并網(wǎng)型微網(wǎng)，微網(wǎng)擬通過一回線路接入赫爾洪得35千伏變電站。微網(wǎng)內(nèi)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(jù)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(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)行技術(shù)；研究并網(wǎng)型微網(wǎng)與主電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)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(tǒng)方案；提出滿足不同需求的農(nóng)網(wǎng)并網(wǎng)型微網(wǎng)典型建設(shè)模式。

·研究成果：掌握農(nóng)網(wǎng)中分散式光伏與集中式光伏發(fā)電的并網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)行技術(shù)；開發(fā)集分布式電源/儲(chǔ)能/負(fù)荷狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)、無功補(bǔ)償本地/遠(yuǎn)程控制投切、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、電量抄錄、遠(yuǎn)程通信、能量優(yōu)化調(diào)度、保護(hù)等功能于一體的微網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)；提出并網(wǎng)型微網(wǎng)與主電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動(dòng)技術(shù)方案；提出滿足不同需求的農(nóng)網(wǎng)并網(wǎng)型微網(wǎng)典型建設(shè)模式；完成陳旗微網(wǎng)試點(diǎn)工程的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)與主網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化互動(dòng)，并可對(duì)微網(wǎng)設(shè)計(jì)方法、控制保護(hù)策略、與電網(wǎng)的互動(dòng)策略及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系綜合加以測(cè)試與試驗(yàn)。

2. 額爾古納市太平林場(chǎng)微網(wǎng)試點(diǎn)工程

·建設(shè)內(nèi)容：該試點(diǎn)工程為離網(wǎng)型微網(wǎng)，微網(wǎng)內(nèi)擬建風(fēng)光互補(bǔ)電站一座，含光伏發(fā)電系統(tǒng)250峰瓦，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)100千瓦，儲(chǔ)能配置200kW×4h鋰離子電池。

·研究重點(diǎn)：研究風(fēng)光儲(chǔ)集中互補(bǔ)電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)與優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)；研究離網(wǎng)型微網(wǎng)中分布式電源／儲(chǔ)能的協(xié)調(diào)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(tǒng)方案；提出滿足不同需求的農(nóng)網(wǎng)離網(wǎng)型微網(wǎng)典型建設(shè)模式。

·預(yù)期成果：掌握風(fēng)光儲(chǔ)集中互補(bǔ)電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)與優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)；開發(fā)集分布式電源／儲(chǔ)能／負(fù)荷協(xié)調(diào)控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和電能質(zhì)量監(jiān)控于一體的離網(wǎng)型微網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)分布式電源／儲(chǔ)能與負(fù)荷間、微網(wǎng)保護(hù)與控制間相互協(xié)調(diào)的綜合監(jiān)控；完成額爾古納微網(wǎng)試點(diǎn)工程的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)孤網(wǎng)模式下的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并可對(duì)微網(wǎng)設(shè)計(jì)方法、協(xié)調(diào)控制箍略、保護(hù)策略及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系綜合加以測(cè)試與試驗(yàn)。制定微網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)、管理規(guī)程和測(cè)試規(guī)范。

信息來源：《國家電網(wǎng)》雜志