太陽(yáng)能微電網(wǎng)作用及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用

吳毅（新疆電力工程監(jiān)理有限公司，新疆烏魯木齊 830002）

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太陽(yáng)能微電網(wǎng)作用及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用

吳毅
（新疆電力工程監(jiān)理有限公司，新疆烏魯木齊 830002）

【摘要】隨著智能電網(wǎng)發(fā)展，微電網(wǎng)技術(shù)也成為關(guān)注的熱點(diǎn)。微網(wǎng)可作為輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)之后的第三級(jí)電網(wǎng)。微電網(wǎng)的建設(shè)可以使得分布式發(fā)電應(yīng)用于電力系統(tǒng)并發(fā)揮其最大的效用。國(guó)家新能源示范城市吐魯番示范區(qū)屋頂光伏電站暨微電網(wǎng)試點(diǎn)工程是國(guó)家能源局會(huì)同國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家電監(jiān)會(huì)共同推動(dòng)的全國(guó)首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的微電網(wǎng)示范項(xiàng)目，示范區(qū)以太陽(yáng)能利用為重點(diǎn)，將城市規(guī)劃、綠色建筑、智能微電網(wǎng)、綠色交通等領(lǐng)域高度整合，推動(dòng)可再生能源在城市建筑中的綜合利用，建立新型城市能源體系和管理模式，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)應(yīng)用最全面的太陽(yáng)能利用與建筑一體化項(xiàng)目。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能 微電網(wǎng) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

1 建設(shè)微電網(wǎng)的背景

我國(guó)資源與需求逆向分布，大容量遠(yuǎn)距離傳輸，新能源并網(wǎng)等對(duì)輸電技術(shù)及系統(tǒng)運(yùn)行控制提出了挑戰(zhàn)，智能電網(wǎng)能夠大量接入風(fēng)電、太陽(yáng)能等清潔能源；與用戶雙向互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能生活；提高電網(wǎng)的靈活性和安全性，是新型現(xiàn)代化電網(wǎng)，智能電網(wǎng)將為新能源電力安全高效利用提供技術(shù)支撐。規(guī)?；履茉窗踩咝Ю谜侵悄茈娋W(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容和基本目標(biāo)。

2 我國(guó)現(xiàn)狀

根據(jù)《2013-2017年中國(guó)微電網(wǎng)行業(yè)深度調(diào)研與可行性分析報(bào)告》顯示，國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)研究處于起步探索階段，國(guó)家電網(wǎng)公司是微電網(wǎng)技術(shù)研究的主要機(jī)構(gòu)。2011 年8 月，國(guó)網(wǎng)電科院微電網(wǎng)技術(shù)體系研究項(xiàng)目通過驗(yàn)收。該項(xiàng)目首次提出了我國(guó)微電網(wǎng)技術(shù)體系，涵蓋微電網(wǎng)核心技術(shù)框架、電網(wǎng)應(yīng)對(duì)微電網(wǎng)的策略、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策等，制定了我國(guó)微電網(wǎng)發(fā)展線路和技術(shù)路線圖，對(duì)我國(guó)微電網(wǎng)不同發(fā)展階段提出了積極的意見和建議。

3 國(guó)家新能源示范城市吐魯番示范區(qū)屋頂光伏電站暨微電網(wǎng)試點(diǎn)工程的實(shí)際應(yīng)用

3.1 分布式電源系統(tǒng)

國(guó)家新能源示范城市吐魯番示范區(qū)屋頂光伏電站暨微電網(wǎng)試點(diǎn)工程，是在新建的293棟居民樓屋頂安裝多晶硅光伏板的發(fā)電模式，即利用了一般閑置的利用率較低的屋面，使屋面得到充分的利用，同時(shí)朝南方向的斜屋頂，使光伏板的受光率增大，提高發(fā)電率。國(guó)家新能源示范城市吐魯番示范區(qū)屋頂光伏電站暨微電網(wǎng)試點(diǎn)工程布置在居民樓頂?shù)奈蓓敼夥謩e經(jīng)過小型逆變器逆變后，以400V 電壓等級(jí)直接接入每棟樓用戶配電箱，優(yōu)先供用戶負(fù)荷。 用戶負(fù)荷無(wú)法消納的光伏電量匯流后， 送至箱式變壓器低壓側(cè)，升壓至10kV。

3.2 微電網(wǎng)的形成

用戶負(fù)荷無(wú)法消納的光伏電量匯流后，送至箱式變壓器低壓側(cè)，升壓至 10kV。分散布置的10kV箱式變壓器形成環(huán)網(wǎng)（微電網(wǎng)），環(huán)網(wǎng)載接入10kV開閉所，經(jīng)2回10kV出線接入葡萄溝變 10kV 備用間隔和園區(qū)內(nèi)的地源熱泵房。293棟樓劃分為十幾個(gè)片區(qū)，每個(gè)片區(qū)設(shè)置一臺(tái)箱變，將380V電壓轉(zhuǎn)換為10kV電壓，已環(huán)網(wǎng)的形式將十幾個(gè)片區(qū)相聯(lián)，自成一套自給自足的微電網(wǎng)系統(tǒng)。整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)又通往換流站然后和外網(wǎng)并網(wǎng)。

3.3 信息系統(tǒng)

研究利用先進(jìn)的信息技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)（SCADA）和廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）..以及相應(yīng)的信息支持平臺(tái)包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和自適應(yīng)通信平臺(tái)，提高智能電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。包括采集電力系統(tǒng)突然變化的暫態(tài)數(shù)據(jù)信息，用于繼電保護(hù)系統(tǒng)和安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)；采集電力系統(tǒng)緩慢變化的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)信息用于安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度系統(tǒng)和電能計(jì)量結(jié)算管理系統(tǒng)。

3.4 電能質(zhì)量調(diào)節(jié)技術(shù)

在配電網(wǎng)仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)無(wú)功補(bǔ)償和電能質(zhì)量分布特性的研究分析形成合理布局與容量配比方在配電網(wǎng)仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上， 通過對(duì)無(wú)功補(bǔ)償和電能質(zhì)量分布特性的研究分析， 形成合理布局與容量配比方案，并通過光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等的協(xié)調(diào)控制，得到電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，完成電能質(zhì)量的優(yōu)化及治理。

3.5 微電網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)及大網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)：智能電網(wǎng)

采用平滑可再生能源功率的目標(biāo)是要消除可再生能源輸出功率波動(dòng)中的高頻分量，并網(wǎng)點(diǎn)電功率輸出的目標(biāo)是根據(jù)發(fā)電計(jì)劃，結(jié)合可再生能源功率預(yù)測(cè)結(jié)果和負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，制定合理的總輸出功率目標(biāo)曲線，通過實(shí)時(shí)調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電功率以及充放電狀態(tài)，使“可再生能源+儲(chǔ)能系統(tǒng)”的總功率輸出負(fù)荷計(jì)劃安排。削峰填谷是儲(chǔ)能系統(tǒng)基礎(chǔ)的控制功能，可在白天將用戶負(fù)荷和電動(dòng)車充電站無(wú)法消納的光伏發(fā)電量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在光伏發(fā)電量電動(dòng)車充電站無(wú)法消納的光伏發(fā)電量?jī)?chǔ)存起來(lái)， 在光伏發(fā)電量減弱或夜晚光伏無(wú)法發(fā)電的時(shí)候釋放，達(dá)到提高可再生能源利用效率，幫助維持微電網(wǎng)內(nèi)功率平衡的作用。

3.6 儲(chǔ)能技術(shù)

在微電網(wǎng)能量管理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同運(yùn)行策略和運(yùn)行模式下對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的不同要求分析儲(chǔ)能系統(tǒng)的響應(yīng)速度、電能質(zhì)量、在微電網(wǎng)中的功能實(shí)現(xiàn)等方面，結(jié)合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及負(fù)荷情況，制定微電網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量的配置算法、儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電特性研究、如何合理維護(hù)延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命等，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與運(yùn)行成本最小化。試點(diǎn)工程在換流站設(shè)置了1MW的蓄能功能來(lái)實(shí)現(xiàn)以上功能。

3.7 示范區(qū)又一大特點(diǎn)：光電應(yīng)用一體化綜合樓

龍?jiān)赐卖敺痉秴^(qū)建筑一體化并網(wǎng)型光伏發(fā)電及微電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目新能源技術(shù)示范樓（中心）建設(shè)用地約5000平米，總建筑面積約2200平米，地上兩層。主要功能一層為主控室、會(huì)議室、微電網(wǎng)展示、接待室、備品備件庫(kù)及餐廳廚房等，二層為宿舍、辦公室、檔案閱覽室、活動(dòng)室等用房。在方案設(shè)計(jì)中考慮了以下方面的新技術(shù)應(yīng)用。光電幕墻及光電采光頂、跟蹤式光伏發(fā)電停車場(chǎng)、強(qiáng)光輻射的遮陽(yáng)系統(tǒng)、光伏驅(qū)動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)、戶外光纖導(dǎo)入照明系統(tǒng)、電動(dòng)汽車離散型充電站、被動(dòng)式陽(yáng)光房、零碳建筑設(shè)計(jì)、太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)、微電網(wǎng)監(jiān)控及系統(tǒng)展示系統(tǒng)。

4 結(jié)語(yǔ)

新能源技術(shù)示范樓（中心）是光伏建筑一體化及微電網(wǎng)等新技術(shù)的綜合展示，是吐魯番示范區(qū)新能源技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)濃縮及展示窗口。本項(xiàng)目的建設(shè)除了可滿足生產(chǎn)及生活要求之外，對(duì)于更好的推動(dòng)國(guó)家在光伏建筑一體化及節(jié)能技術(shù)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方面可起到積極作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］智能電網(wǎng)建新能源全面并網(wǎng)日漸成熟［N］.中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)，2013.12.02.

［2］微電網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)解析［N］.電池英才網(wǎng)，2013.08.24.

微電網(wǎng)工程項(xiàng)目：（國(guó)家新能源示范城市吐魯番示范區(qū)屋頂光伏電站暨微電網(wǎng)試點(diǎn)工程）。