智能微電網(wǎng)技術(shù)

1、特點及優(yōu)勢特點及優(yōu)勢國內(nèi)外現(xiàn)狀國內(nèi)外現(xiàn)狀SYE商業(yè)應(yīng)用商業(yè)應(yīng)用效益分析效益分析 工程要素工程要素 內(nèi)容內(nèi)容電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖智能微電網(wǎng)的概念智能微電網(wǎng)的概念分布式微能源分布式微能源 能量管理系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)智能微電網(wǎng)智能微電網(wǎng) 輸配電系統(tǒng)輸配電系統(tǒng)微電網(wǎng)是集微能源、負(fù)荷、能量管理系統(tǒng)為一體的獨立的微微電網(wǎng)是集微能源、負(fù)荷、能量管理系統(tǒng)為一體的獨立的微型智能配電系統(tǒng)。型智能配電系統(tǒng)。用戶負(fù)載用戶負(fù)載兩種運行模式兩種運行模式當(dāng)檢測到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿足要求時，微網(wǎng)將及時與電網(wǎng)斷開而獨立運行，稱為孤島模式正常情況下微網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，稱為聯(lián)網(wǎng)模式分布式微能源分布式微能源 柴油發(fā)電機、燃?xì)?/p>

2、輪機以及可再生能源（包括熱電聯(lián)產(chǎn)、秸稈發(fā)電、柴油發(fā)電機、燃?xì)廨啓C以及可再生能源（包括熱電聯(lián)產(chǎn)、秸稈發(fā)電、沼氣發(fā)電等）等構(gòu)建沼氣發(fā)電等）等構(gòu)建。燃?xì)廨啓C燃?xì)廨啓C柴油發(fā)電機柴油發(fā)電機 太陽能電池太陽能電池風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電機能量管理系統(tǒng)：能量管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）系統(tǒng)）自動發(fā)電控制（自動發(fā)電控制（AGC）經(jīng)濟調(diào)動控制（經(jīng)濟調(diào)動控制（EDC）電力系統(tǒng)狀態(tài)故估計（電力系統(tǒng)狀態(tài)故估計（State Estimator）安全分析（安全分析（Security Analysis）用戶側(cè)優(yōu)化管理用戶側(cè)優(yōu)化管理保護系統(tǒng)保護系統(tǒng)可監(jiān)測可監(jiān)測實時分析實時分析可預(yù)測可預(yù)測可控制

3、可控制可兼容可兼容智能微電網(wǎng)特點智能微電網(wǎng)特點堅強堅強 在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時，電網(wǎng)仍能保持對用戶的供電能力，而不在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時，電網(wǎng)仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故；在自然災(zāi)害和極端氣候條件下或人為的外力破壞下發(fā)生大面積停電事故；在自然災(zāi)害和極端氣候條件下或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運行；具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞仍能保證電網(wǎng)的安全運行；具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞的能力。的能力。自愈自愈 具有實時、在線連續(xù)的安全評估和分析能力，強大的預(yù)警控制系統(tǒng)和具有實時、在線連續(xù)的安全評估和分析能力，強大的預(yù)警控制系統(tǒng)和預(yù)防控制能力，自動故障

4、診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。預(yù)防控制能力，自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。兼容兼容 支持可再生能源的正確、合理的接入，適應(yīng)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的接支持可再生能源的正確、合理的接入，適應(yīng)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的接入，能使需求側(cè)管理的功能更加完善和提高，實現(xiàn)與用戶的交互和高效互入，能使需求側(cè)管理的功能更加完善和提高，實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動，滿足用戶多樣化的電力需求。動，滿足用戶多樣化的電力需求。經(jīng)濟經(jīng)濟 支持電力市場和電力交易的有效開展；實現(xiàn)資源的合理配置；降低電支持電力市場和電力交易的有效開展；實現(xiàn)資源的合理配置；降低電網(wǎng)損耗；提高能源利用效率；為用戶提供可承受電價水平的電力。

5、網(wǎng)損耗；提高能源利用效率；為用戶提供可承受電價水平的電力。集成集成 實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精細(xì)化管理。化、規(guī)范化和精細(xì)化管理。優(yōu)化優(yōu)化 優(yōu)化資產(chǎn)的利用，優(yōu)化資產(chǎn)的利用， 降低投資成本和運行維護成本。降低投資成本和運行維護成本。 合理梯級應(yīng)用，提高能源利用率（合理梯級應(yīng)用，提高能源利用率（60%90%60%90%）, ,就近供電，減少網(wǎng)就近供電，減少網(wǎng)損，投資回報率高，無大型電站建設(shè)的投資風(fēng)險。損，投資回報率高，無大型電站建設(shè)的投資風(fēng)險。 減輕環(huán)保壓力，排放總量減少，少征地及線路走廊，減

6、少高壓電磁減輕環(huán)保壓力，排放總量減少，少征地及線路走廊，減少高壓電磁污染）。污染）。 安裝場地靈活，能源選擇多樣化，多個電源，多種燃料，可同時提安裝場地靈活，能源選擇多樣化，多個電源，多種燃料，可同時提供（電，熱，冷）。緩解了能源危機。供（電，熱，冷）。緩解了能源危機。 調(diào)峰問題（與燃?xì)饣パa），災(zāi)備功能，提高供電可靠性和供電質(zhì)量，調(diào)峰問題（與燃?xì)饣パa），災(zāi)備功能，提高供電可靠性和供電質(zhì)量，防止大面積停電事故的發(fā)生。防止大面積停電事故的發(fā)生。 偏遠地區(qū)安裝便利，海島微網(wǎng)，重要負(fù)荷偏遠地區(qū)安裝便利，海島微網(wǎng)，重要負(fù)荷UPSUPS功能。功能。運用優(yōu)勢運用優(yōu)勢安全優(yōu)勢安全優(yōu)勢能源優(yōu)勢能源優(yōu)勢環(huán)保優(yōu)勢環(huán)

7、保優(yōu)勢經(jīng)濟優(yōu)勢經(jīng)濟優(yōu)勢智能微電網(wǎng)優(yōu)勢智能微電網(wǎng)優(yōu)勢微電網(wǎng)技術(shù)難點微電網(wǎng)技術(shù)難點DER單元的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，尤其是電力電子耦合單元，與傳統(tǒng)的大汽輪發(fā)電機單元有所不同；特別在孤網(wǎng)運行方式下，微網(wǎng)頻率控制具有挑戰(zhàn)性。單相負(fù)荷和單相DER單元的出現(xiàn)，微網(wǎng)自身受到單相不平衡程度的影響比較嚴(yán)重。 微網(wǎng)供電的一個顯著特點就是可能形成“不可控”電源，如風(fēng)電，光伏發(fā)電。 微網(wǎng)的并，離網(wǎng)運行方式的不同和儲能單元的存在，使得微電網(wǎng)存在內(nèi)部能量的多向、多路徑流動與傳輸，需要建立適合該特點的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和運行理論的基礎(chǔ)。經(jīng)濟性往往對微網(wǎng)有一定的限定，必須隨時容納DER單元和負(fù)荷的接入和斷開，并同時保證微網(wǎng)穩(wěn)定的運行。保護系

8、統(tǒng)更高的要求：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，短路電流計算更復(fù)雜，需要系統(tǒng)解決此問題。微電網(wǎng)保護技術(shù)：微電網(wǎng)保護技術(shù)： 大量分布式發(fā)電的并網(wǎng)運行將深刻影響配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及配電網(wǎng)中短路電流大小的分布，由此給配電網(wǎng)的運行、控制及繼電保護工作帶來很多方面的影響 。 分布式電源降低了所在線路保護的靈敏度。相鄰線路故障時，分布式電源引起所在線路保護誤動作。分布式電源對重合閘的影響。分布式電源對保護范圍的影響。 另外微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行和并網(wǎng)運行時，保護策略截然不同微網(wǎng)中的保護裝置應(yīng)能處理兩種模式下的各種類型的故障。美國的微電網(wǎng)研究國外智能微電網(wǎng)研究：國外智能微電網(wǎng)研究：歐洲的微電網(wǎng)研究國外智能微電網(wǎng)研究：國外智能微電網(wǎng)研究：

9、Classifications of microgrids by Mitsubishi LtdClassifications of microgrids by Mitsubishi Ltd類型類型發(fā)電容量發(fā)電容量/MW燃料燃料應(yīng)用場合應(yīng)用場合市場規(guī)模市場規(guī)模大規(guī)模大規(guī)模1000石油或煤石油或煤工業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)1020中規(guī)模中規(guī)模100石油或煤，石油或煤，可再生能源可再生能源工業(yè)園工業(yè)園100小規(guī)模小規(guī)模10可再生能源可再生能源小型區(qū)域電網(wǎng)小型區(qū)域電網(wǎng)、住宅樓、島、住宅樓、島嶼和偏遠地區(qū)嶼和偏遠地區(qū)3000日本的微電網(wǎng)研究國外智能微電網(wǎng)研究：國外智能微電網(wǎng)研究：微電網(wǎng)示范系統(tǒng)微電網(wǎng)示范系統(tǒng)資助和運行

10、機構(gòu)資助和運行機構(gòu)地理位置地理位置說明說明天津生態(tài)城萬拓住宅天津生態(tài)城萬拓住宅項目零能耗售樓處項目零能耗售樓處中新生態(tài)城中新生態(tài)城內(nèi)蒙古天津內(nèi)蒙古天津50kw50kw風(fēng)光互補，風(fēng)光互補，BIPVBIPV形式形式東澳島風(fēng)光柴蓄智能東澳島風(fēng)光柴蓄智能微電網(wǎng)微電網(wǎng)中國興業(yè)太陽能技術(shù)中國興業(yè)太陽能技術(shù)控股有限公司控股有限公司珠海東澳島珠海東澳島中國首個基于海島的兆瓦級中國首個基于海島的兆瓦級“風(fēng)光風(fēng)光柴蓄柴蓄”智能微電網(wǎng)項目智能微電網(wǎng)項目萬山島風(fēng)光柴蓄波浪萬山島風(fēng)光柴蓄波浪能智能微電網(wǎng)能智能微電網(wǎng)中國興業(yè)太陽能技術(shù)中國興業(yè)太陽能技術(shù)控股有限公司控股有限公司珠海萬山島珠海萬山島基于海島的兆瓦級基于海島的

11、兆瓦級“風(fēng)光柴蓄波浪風(fēng)光柴蓄波浪能能”智能微電網(wǎng)項目智能微電網(wǎng)項目湘潭九華示范區(qū)智能湘潭九華示范區(qū)智能微電網(wǎng)示范項目微電網(wǎng)示范項目中國興業(yè)太陽能中國興業(yè)太陽能( (湖南湖南) )產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)業(yè)園湖南湖南國內(nèi)外技術(shù)領(lǐng)先的兆瓦級并網(wǎng)型智國內(nèi)外技術(shù)領(lǐng)先的兆瓦級并網(wǎng)型智能微電網(wǎng)示范項目能微電網(wǎng)示范項目 目前清華大學(xué)，中國科學(xué)院電工研究所，天津大學(xué)等相繼對微電網(wǎng)展開了研究。并目前清華大學(xué)，中國科學(xué)院電工研究所，天津大學(xué)等相繼對微電網(wǎng)展開了研究。并取得了一定的進展，但與歐洲、美國及日本的由研究機構(gòu)、制造商和電力公司組成的龐取得了一定的進展，但與歐洲、美國及日本的由研究機構(gòu)、制造商和電力公司組成的龐大研究團隊相

12、比，我國在研究力量和取得的成果上仍存在較大的差距。目前大研究團隊相比，我國在研究力量和取得的成果上仍存在較大的差距。目前我公司已建我公司已建和在建的微電網(wǎng)示范性工程有：和在建的微電網(wǎng)示范性工程有：國內(nèi)智能微電網(wǎng)研究國內(nèi)智能微電網(wǎng)研究p光伏文化中心p光伏發(fā)電主系統(tǒng)p風(fēng)電并網(wǎng)柜p風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)p光伏并網(wǎng)柜p光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)p多項變流控制器p核心控制部件p監(jiān)控器p遠程監(jiān)控系統(tǒng)p風(fēng)力發(fā)電機p風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)智能微電網(wǎng)智能微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）自動發(fā)電控制（AGC）經(jīng)濟調(diào)動控制（EDC）電力系統(tǒng)狀態(tài)故估計（State Estimator）安全分析（Sec

13、urity Analysis）能源管理系統(tǒng)BIPV太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)太陽能最大功率跟蹤（MPPT）發(fā)電能力的預(yù)測等功能通訊功能可控制功能風(fēng)機并網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)機并網(wǎng)系統(tǒng)具有太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)的所有功能風(fēng)機卸荷裝置剎車裝置智能微電網(wǎng)智能微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)峰谷調(diào)節(jié)功能自動均衡功能充放保護功能自動巡檢功能通訊功能儲能系統(tǒng)控制執(zhí)行保護系統(tǒng)控制、執(zhí)行功能獨力自動運行功能保護功能智能微電網(wǎng)智能微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)智能微電網(wǎng)智能微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)東澳兆瓦級微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通信監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議數(shù)據(jù)采集單元指令執(zhí)行機構(gòu)能源管理系統(tǒng)保護設(shè)備控制設(shè)備控制保護系統(tǒng)發(fā)電輸電配電用電設(shè)備1.太陽能

14、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)專利2.分級控制微型電網(wǎng)組網(wǎng)方法3.互補式太陽能發(fā)電系統(tǒng)4.光伏逆功率控制保護系統(tǒng)1.基于HTTP隧道遠程監(jiān)控系統(tǒng)2.TCP/IP光纖網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)1. 光伏建筑一體化2.太陽能發(fā)電站電池板巡檢系統(tǒng)3.輸配電系統(tǒng)構(gòu)建1.基于GPRS的實時遠程監(jiān)測技術(shù)2.基于DSP技術(shù)的高精度高速率數(shù)據(jù)采集單元3.PLC可編程控制器技術(shù)1.多向逆變整流控制一體機2.光伏逆變功率控制器3.電量分析采集儀1.高效應(yīng)答式自定義通訊協(xié)議SYE智能微電網(wǎng)核心技術(shù)智能微電網(wǎng)核心技術(shù)環(huán)境成本發(fā)電成本企業(yè)投資利潤經(jīng)濟利潤實施前實施后改造前電價規(guī)模化產(chǎn)業(yè)化改造后電價環(huán)境成本補貼財政收益發(fā)電成本企業(yè)虧損利潤財政補貼隨著規(guī)

15、?；a(chǎn)業(yè)化應(yīng)隨著規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用后，市場競爭導(dǎo)致用后，市場競爭導(dǎo)致電價適度降低，最終電價適度降低，最終會使政府、企業(yè)和用會使政府、企業(yè)和用戶三方受益。戶三方受益。發(fā)電成本用電成本推廣模式推廣模式通過對東澳島運行系統(tǒng)的總結(jié)及概括，決定微電網(wǎng)造價有通過對東澳島運行系統(tǒng)的總結(jié)及概括，決定微電網(wǎng)造價有3大因素：大因素：1，太陽能資源；，太陽能資源；2，風(fēng)力資源；，風(fēng)力資源；3，用電負(fù)荷白天和夜晚的比例。，用電負(fù)荷白天和夜晚的比例。結(jié)合計算軟件，得出以下各部件成本結(jié)合計算軟件，得出以下各部件成本（均不含電網(wǎng)建設(shè)費用）（均不含電網(wǎng)建設(shè)費用） ：如果針對如果針對“平均負(fù)荷平均負(fù)荷”來表述微電網(wǎng)成本，來表述微

16、電網(wǎng)成本，為為100元元/W，即，即100KW微電網(wǎng)微電網(wǎng)1000萬萬左右成本；（包括柴油發(fā)電機成本）左右成本；（包括柴油發(fā)電機成本）由于我們的微電網(wǎng)主要是利用太陽能，由于我們的微電網(wǎng)主要是利用太陽能，如果是光伏系統(tǒng)做成具備微電網(wǎng)功能，如果是光伏系統(tǒng)做成具備微電網(wǎng)功能，成本落在成本落在2025元元/W；（包括柴油發(fā)；（包括柴油發(fā)電機成本）電機成本）東澳島能源供給結(jié)構(gòu)圖智能微電網(wǎng)實施后帶來的好處 ：u可再生能源為主，傳統(tǒng)能源為輔u滿足不斷增長的能源需求單位:千瓦70%u對蓄電池和柴油機進行智能控制 滿足負(fù)荷變化要求，保證安全性u通過能源管理系統(tǒng)使新能源使用效 率最大化8:0011:0014:00

17、 17:0019:0023:00軍用島嶼微軍用島嶼微電網(wǎng)電網(wǎng)產(chǎn)生背產(chǎn)生背景景特殊應(yīng)用案例分析特殊應(yīng)用案例分析-軍隊?wèi)?yīng)用方案軍隊?wèi)?yīng)用方案 在我國有很多散落在大海深處的四無小島在我國有很多散落在大海深處的四無小島-無淡水、無耕地、無無淡水、無耕地、無居民、無航班，但是這些島嶼在軍事國防上具有重要的意義，常年有居民、無航班，但是這些島嶼在軍事國防上具有重要的意義，常年有駐軍官兵和軍事設(shè)施。其電力供應(yīng)成了很大的難題，目前現(xiàn)狀是用價駐軍官兵和軍事設(shè)施。其電力供應(yīng)成了很大的難題，目前現(xiàn)狀是用價格高昂的航空燃油來發(fā)電。燃油成本，運輸成本，維護成本的增加，格高昂的航空燃油來發(fā)電。燃油成本，運輸成本，維護成本的

18、增加，進一步壓縮了官兵們的日常用電。進一步壓縮了官兵們的日常用電。四無島微電網(wǎng)供電解決方案1.利用現(xiàn)有輸電配電線路網(wǎng)絡(luò)，避免重復(fù)建設(shè)。利用現(xiàn)有輸電配電線路網(wǎng)絡(luò)，避免重復(fù)建設(shè)。2.利用已有航油發(fā)電系統(tǒng)作為補償，備用。利用已有航油發(fā)電系統(tǒng)作為補償，備用。3.島上光照度強，日照時間長，新增太陽能發(fā)電。安裝位置：島上光照度強，日照時間長，新增太陽能發(fā)電。安裝位置：辦公、營房樓頂，開闊地。辦公、營房樓頂，開闊地。4.海島晚上風(fēng)力強勁，新增風(fēng)機發(fā)電，與太陽能形成互補。海島晚上風(fēng)力強勁，新增風(fēng)機發(fā)電，與太陽能形成互補。5.參照東澳島微網(wǎng)模式建立參照東澳島微網(wǎng)模式建立380V或或10kV交流網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電，用交流網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電，用電設(shè)備均連接在母網(wǎng)。電設(shè)備均連接在母網(wǎng)。6.多種能源發(fā)電及微網(wǎng)儲能特點增強了電網(wǎng)的可靠性，解決多種能源發(fā)電及微網(wǎng)儲能特點增強了電網(wǎng)的可靠性，解決了航油發(fā)電系統(tǒng)故障率高而軍用設(shè)施安全要求高的缺點。了航油發(fā)電系統(tǒng)故障率高而軍用設(shè)施安全要求高的缺點。7.微網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測功能充分利用新能源，可使燃油發(fā)電降低到微網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測功能充分利用新能源，可使燃油發(fā)電降低到5%以下，污染減少，噪音降低。以下，污染