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智能光伏微电网的构建

2014-3-31 09:38| 编辑:电工学习网| 查看: 8317| 评论: 0

  智能光伏微电网是以光伏作为主力发电,其它新能源为辅助动力,储能系统作为调节作用的,因此,首先要保证各发电单元的可靠性,同时,要求对天气变化(日照、风力等)的影响有一定的预测功能。其次,所有的发电系统必须根据微网内部的电压等级设计,进行开放性与规范性兼顾的互联。
  可以看出,智能光伏微电网由光伏、微风发电、微型燃机发电等电源系统,钒电池、超级电容和飞轮等储能系统,网内负载,输配电系统、保护系统和微网控制中心(微网控制器)组成。所有的发电系统必须具备本地的智能控制功能,能够将本身的发电运行数据发送到微网控制中心,并通过微网控制中心送到外电网。
  微电网通过隔离变压器和保护装置与外电网相连。微电网可以并网运行,也可以脱离主电网进入孤岛运行模式。微网控制器对微电网的内部运行进行统一控制和调度,同时负责与外部电网的调度。
  智能光伏微电网的设计,首先要考虑当地的电力负荷需求,然后根据当地的日照、风力、水力、沼气等资源,进行发电系统的容量配置和选址,并根据负荷的用电需求和电源的容量以及发电的时间特性进行储能系统和微型燃机发电系统的设计,最后,从组网的角度进行整个微电网的组网设计。
  在智能微电网监控主站系统的设计上,必须充分考虑与配网自动化系统平台在系统建模、维护、信息共享、运行管理等方面的一致性,针对微电网内部不同厂家的设备,要进行规范性、标准性的建模与规范设计,严格遵循国网公司制定的标准与规范设计,包括:国际标准IEC 61968、IEC 61970等,并提供开放的应用编程接口(API),有利于系统今后的功能扩充。系统将商用关系型数据库和实时数据库在设计上有机地结合在一起,提供对数据模式的建立、数据存贮、报表系统以及对外部系统的数据接口。
  多个微电网之间可以通过主干网相连,也可以直接通过一个独立于现有公网之外的新的子网相连。微电网之间的调度通过远程调度系统实现。不同微电网之间的互联能够减少主电网的负担,增加电网的稳定性,并在主网故障时,为主网提供必需的电力。
  设计之后,进行微电网的设备选型,要求是可靠性,智能性,和开放性。
  智能光伏微电网的建设,包括各发电系统的建设、储能系统的建设、中心配电站(含输配电系统、并网系统、微网控制中心等)的建设、微网内部电缆的敷设、以及信息系统的安装和调试。
  运行调试首先进行孤岛运行调试,对各装置的启停和切换进行调试,同时,观察负载变化时储能系统的调节能力。然后进行并网调试,观察光伏电站等电源接入和断开时,电网的调节能力和电力质量的波动情况。还要进行各类保护试验。
  智能光伏微网由于发电和负荷以及控制均在一地,设备数量较多,而且控制要求复杂,维护内容首先要求对于光伏电站进行系统维护,保证光伏发电的最大出力,其次,对于其它发电系统如风力、水电、生物质能、微型燃机等设备进行维护,而且,还要对于配网、保护、控制中心进行维护。因此,对于微电网的维护要求要比传统电网的配电维护要高出许多。这要求微网公司的业主或微网系统集成公司在当地要有常驻的维护和运行队伍,而且,对于运维人员的技术要求比较高,需要经过专门的职业培训。
  智能光伏微网的运行需要与主干网有及时和充分的信息交互,每个微网控制中心要与电网的调度系统和SCADA系统进行联网通讯,这样才能保证微电网与主干网能够相互支持,而减少或消除相互的影响。多个微电网联网时,要有自己的县域甚至省域SCADA系统,可通过公用无线网络进行远程通信。而微电网的业主可以通过控制中心对于各个微电网的运行情况、设备状态、电力参数和电力质量进行监控,对各微电网的设备进行远程监控。
  智能光伏微电网的建设和发展,能够将各种形式的新能源发电集成起来,并能够克服光伏发电和其它新能源发电的弱点,保证光伏发电的稳定性,充分发挥新能源清洁和可再生的优点;微电网的建设可减少电网的投入,大大减少火力发电的容量和雾霾、酸雨等大气污染,将大量的煤炭、石油、天然气等能源节约下来作为原材料而不再是燃料使用。而随着微电网的数量的增加与互联,能够将城市、城镇和农村的大量工业与民用建筑和工农业设施均变为发电建筑和发电设施,不仅可以解决新农村和城镇化带来的新增用电需求,而且也对原有的电力需求予以规模性的替代,对于实现第三次工业革命有着极其重要的意义。

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