天津中新生態(tài)城風(fēng)光儲能微網(wǎng)方案

1、生態(tài)城智能營業(yè)廳風(fēng)光儲微網(wǎng)方案設(shè)計2010-7-291. 風(fēng)光儲微網(wǎng)總體設(shè)計方案1.1 設(shè)計技術(shù)原則（1）微網(wǎng)能統(tǒng)一管理其內(nèi)部所有分布式電源和負(fù)荷。在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，微網(wǎng)無縫切換至孤島運(yùn)行模式，在該模式下各分布電源不必退出運(yùn)行而繼續(xù)發(fā)電，保持對微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的穩(wěn)定供電。（2）微網(wǎng)內(nèi)分布式電源總?cè)萘坎灰顺^上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%。分布式電源并網(wǎng)點(diǎn)的短路電流與分布式電源額定電流之比不低于10。（3）微網(wǎng)內(nèi)分布式電源向當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電能的質(zhì)量，在諧波、電壓偏差、電壓不平衡度、電壓波動和閃變等方面應(yīng)滿足相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。（4）為保障人身設(shè)備的安全，微網(wǎng)內(nèi)分布式電源宜采用T

2、N-C-S接地型式，并應(yīng)裝設(shè)終端剩余電流保護(hù)。（5）微網(wǎng)必須具備與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的能力，能夠采集微網(wǎng)的電氣運(yùn)行工況，上傳至電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，同時具有接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)控制調(diào)節(jié)指令的能力。微網(wǎng)與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)之間通信方式和信息傳輸應(yīng)符合Q/GDW 382-2009配電自動化技術(shù)導(dǎo)則的相關(guān)要求，包括遙測、遙信、遙控、遙調(diào)信號，提供信號的方式和實(shí)時性要求等。1.2 微網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成生態(tài)城智能營業(yè)廳低壓配電網(wǎng)通過10kV雙回線與配電系統(tǒng)相連，配變?yōu)?*500kVA，主要以照明負(fù)荷及少量動力負(fù)荷作為負(fù)載。微網(wǎng)容量配置：微網(wǎng)容量配置原則是盡量使微網(wǎng)內(nèi)的多余電力不倒送到主網(wǎng)，且盡可能的增加可再生能源的容量

3、。項(xiàng)目擬建光伏30kWp，風(fēng)電5kW，同時擬建25kW*2h儲能，選取智能營業(yè)廳內(nèi)約25kW的辦公負(fù)荷和照明負(fù)荷構(gòu)成0.4kV低壓微網(wǎng)。微網(wǎng)內(nèi)光伏和風(fēng)電最大發(fā)電容量為35kW，考慮到光伏和風(fēng)電受陽光和風(fēng)力條件的約束一般難以達(dá)到滿發(fā)，將微網(wǎng)內(nèi)最大負(fù)荷配置為微網(wǎng)內(nèi)最大發(fā)電容量的70%，即25kW。由于微網(wǎng)內(nèi)光伏和風(fēng)電均為間歇性電源，為了保證在光伏電池和風(fēng)電在不發(fā)電時微網(wǎng)能獨(dú)立為其內(nèi)部負(fù)載供電，所選取的儲能容量必須與微網(wǎng)內(nèi)最大負(fù)荷相當(dāng)，因此配置25kW*2h的儲能系統(tǒng)。當(dāng)微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時，若光伏與風(fēng)電發(fā)電量大于微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷，則將多余功率存儲到儲能系統(tǒng)中，若光伏與風(fēng)電出力減小或者不出力時，則可釋放儲能單元

4、的部分電能。當(dāng)微網(wǎng)孤島運(yùn)行時，通過對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充放電控制，可實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電系統(tǒng)與微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的實(shí)時平衡，從而保證微網(wǎng)穩(wěn)定的孤島運(yùn)行。智能營業(yè)廳微網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖所示：圖2-1 智能營業(yè)廳微網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖為了保證微網(wǎng)在孤島模式下的平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)內(nèi)負(fù)荷的實(shí)際無功需求在微網(wǎng)內(nèi)配置足夠容量的無功補(bǔ)償設(shè)備，以保證微網(wǎng)的孤島狀態(tài)下能保持電壓的穩(wěn)定。2. 光伏系統(tǒng)建設(shè)方案2.1 設(shè)計建設(shè)原則Ø 太陽能組件的放置位置在樓頂上；Ø 周圍的建筑物全年不遮擋整個太陽能系統(tǒng)；Ø 盡量縮短到并網(wǎng)點(diǎn)距離，以減少輸電損失。太陽能組件到并網(wǎng)點(diǎn)的距離一般不超過150m。Ø 樓頂要做好防雷

5、措施，并符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（JGJ16-2008）中關(guān)于建筑物防雷措施的相關(guān)要求。2.2 光伏系統(tǒng)設(shè)計方案由于該方案中光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量只有30kW，因此可將光伏陣列匯流后通過1臺30kW逆變器接入380V交流電網(wǎng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)示意圖如下：圖3-1 光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)示意圖光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成包括：Ø 光伏電池組件及其支架； Ø 光伏陣列防雷匯流箱； Ø 直流防雷配電柜； Ø 光伏并網(wǎng)逆變器； Ø 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)Ø 系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置； Ø 系統(tǒng)的防雷及接地裝置； Ø 土建、配電房等基礎(chǔ)設(shè)施； &#

6、216; 系統(tǒng)的連接電纜及防護(hù)材料。2.2.1 太陽能光伏組件§ 太陽能光伏組件選型（1）非晶光伏組件、晶硅光伏組件與多晶硅光伏組件的比較非晶硅薄膜太陽能電池的成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于其光學(xué)帶隙為1.7eV，使得材料本身對太陽輻射光譜的長波區(qū)域不敏感，限制了非晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。此外，其光電效率會隨著光照時間的延續(xù)而衰減，即所謂的光致衰退S-W效應(yīng)，使得電池性能不穩(wěn)定。而多晶和單晶薄膜電池由于效率高于非晶硅薄膜電池，也不存在效率衰退問題，建設(shè)投資收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非晶材料太陽能電池，因此晶硅光伏組件逐漸占據(jù)了市場的主導(dǎo)地位。單晶硅太陽能光伏組件具有電池轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn)，商業(yè)化電

7、池的轉(zhuǎn)換效率在15%左右，其穩(wěn)定性好，同等容量太陽能電池組件所占面積小，但是成本較高，每瓦售價約2025元。多晶硅太陽能光伏組件轉(zhuǎn)換效率略低于單晶硅，商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在13%15%，在壽命期內(nèi)有一定的效率衰減，但成本較低，每瓦售價約1620元。單晶硅和多晶硅組件使用壽命均能達(dá)到25年，其功率衰減均小于15。（2） 推薦組件根據(jù)性價比本方案推薦采用多晶硅光伏電池組件240Wp太陽能光伏組件，該組件為國產(chǎn)封裝組件，必須經(jīng)過CQC金太陽認(rèn)證。表3-1 太陽能組件基本參數(shù)峰值功率240Wp轉(zhuǎn)換效率16.94%峰值電壓29.4V峰值電流8.16A開路電壓36.5V短路電流8.5A最高系統(tǒng)電壓 DC

8、1000V重量19.93kg（不同廠家可以不同）外形尺寸1640×992×50mm§ 太陽能光伏組件串并聯(lián)方案本項(xiàng)目光伏并網(wǎng)逆變器選用30kW逆變器，其直流工作電壓范圍為440Vdc800Vdc（詳見下文“光伏逆變器選型”）。為防止溫度的變化導(dǎo)致直流輸入電壓的變化，一般取最佳直流電壓工作點(diǎn)為電壓范圍的中間值，以取最佳工作電壓為620Vdc考慮。太陽能光伏組件串聯(lián)的組件數(shù)量NS ： （式中29.4V為光伏組件的峰值電壓）單列串聯(lián)功率P：30kW逆變器需要配置太陽能電池組件單列并聯(lián)的數(shù)量NP ：所以，太陽能光伏電伏陣列單元設(shè)計方案為：需安裝的太陽能電池組件個數(shù)3000

9、0/240=125塊。排列方式為21串6列，采用2個匯流箱，每3列并入1個匯流箱輸入逆變器。§ 太陽能光伏陣列的布置根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑奶柲茌椛鋽?shù)據(jù)，按上述公式計算天津市不同傾斜面的太陽輻射量，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，光伏組件的安裝傾角和本地的地理緯度密切相關(guān)。計算表明，天津市緯度38°34'，傾角等于34.8°時全年接受到的太陽能輻射能量最大，比水平面的數(shù)值高約20%。太陽能光伏陣列安裝傾角為30°。光伏電池組件每3列安裝在一個平板上，為了避免陣列之間遮陰，光伏電池組件陣列間距應(yīng)不小于D：式中為當(dāng)?shù)氐乩砭暥?在北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù))，H為陣列前排最高

10、點(diǎn)與后排組件最低位置的高度差）。根據(jù)上式計算，求得：實(shí)際工程應(yīng)用時取光伏電池組件前后排陣列間距3.3米。 具體光伏陣列示意圖如下圖所示。圖3-2 光伏間距設(shè)計太陽能光伏組件陣列每塊平板排列面布置如下圖所示：圖3-3 光伏組件平板排列面布置圖§ 總占地面積計算30kWp光伏發(fā)電場由6列（每3列安裝在一個平板上）太陽能光伏陣列構(gòu)成，前后排陣列間距3.3米。占地面積約(1.67+0.05)*21*(3.3+2*2.598)=306.9平方米。2.2.2 光伏逆變器光伏并網(wǎng)逆變電源是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心組成部分，它將太陽能發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能饋入電網(wǎng)。本項(xiàng)目光伏發(fā)電系統(tǒng)配置1臺額定

11、容量為30kW的并網(wǎng)逆變器。§ 性能特點(diǎn)選用的光伏并網(wǎng)逆變器建議選用32位專用DSP控制芯片，主電路采用智能功率IPM模塊組裝，運(yùn)用電流控制型PWM有源逆變技術(shù)和優(yōu)質(zhì)進(jìn)口高效隔離變壓器，可靠性高，保護(hù)功能齊全，且具有電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)正弦波電流、無諧波污染供電等特點(diǎn)。并網(wǎng)逆變器應(yīng)滿足的主要技術(shù)性能特點(diǎn)如下：Ø 采用32位DSP芯片進(jìn)行控制；Ø 采用智能功率模塊（IPM）；Ø 太陽電池組件最大功率跟蹤技術(shù)（MPPT）；Ø 50Hz工頻隔離變壓器，實(shí)現(xiàn)光伏陣列和電網(wǎng)之間的相互隔離；Ø 有直流輸入手動分?jǐn)嚅_關(guān)，交流電網(wǎng)手動分?jǐn)嚅_關(guān)，緊急停機(jī)操

12、作開關(guān)；Ø 有先進(jìn)的孤島效應(yīng)檢測方案；Ø 有過載、短路、電網(wǎng)異常等故障保護(hù)及告警功能；Ø 直流輸入電壓范圍(450V820V)，整機(jī)效率高達(dá)95%以上；Ø 人性化的LCD液晶界面，通過按鍵操作，液晶顯示屏(LCD)，可清晰顯示實(shí)時各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時故障數(shù)據(jù)，歷史故障數(shù)據(jù)（大于50條），總發(fā)電量數(shù)據(jù)，歷史發(fā)電量（按月、年查詢）數(shù)據(jù)；Ø 可提供Ethernet（以太網(wǎng)）遠(yuǎn)程通訊接口，Ethernet（以太網(wǎng)）接口支持TCP/IP協(xié)議，支持動態(tài)(DHCP)或靜態(tài)獲取IP 地址。并網(wǎng)逆變器推薦的主要技術(shù)參數(shù)如表3-2所示。表3-2 30kW光伏并網(wǎng)逆變

13、器性能參數(shù)表額定功率30kW隔離方式工頻變壓器允許電池最大方正功率33kW最大開路電壓850Vdc太陽電池最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）440800 Vdc最大效率94.5%總諧波電流THD(Iac)<4% (滿功率時)功率因數(shù)>0.99 (半功率以上)MPPT精度99%夜間自消耗電能<20W直流電壓波紋Vpp < 10%防護(hù)等級IP20 (室內(nèi))通訊接口以太網(wǎng)使用環(huán)境溫度-20+50使用環(huán)境濕度095% (不結(jié)露)參考尺寸 (深×寬×高，單位mm)600 × 800 × 1600 參考重量 (kg)420kg目前光伏并網(wǎng)逆變器應(yīng)用較

14、多的是德國SMA，美國的power-one，奧地利的Fronius，國內(nèi)的陽光電源等，這些牌子的逆變器規(guī)格都比較多。2.2.3 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在太陽能光伏發(fā)電場內(nèi)配置1套環(huán)境監(jiān)測儀。實(shí)時監(jiān)測總輻射（GHI）、環(huán)境溫度（TEMPA）、電池板表面溫度（TEMPB）、風(fēng)速（WS）、風(fēng)向（WD）五個參數(shù)。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由以下幾個部件構(gòu)成：Ø 采集控制器Ø 總輻射儀 Ø 風(fēng)速傳感器 Ø 風(fēng)向傳感器Ø 環(huán)境溫度傳感器Ø 表面溫度傳感器Ø 風(fēng)速風(fēng)向采集器 Ø 總輻射采集器Ø 防輻射罩 

15、;Ø 風(fēng)桿支架總成 Ø 通訊接口Ø 電源系統(tǒng)通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。環(huán)境監(jiān)測裝置如下圖所示。圖3-4 光伏電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)2.3 與微網(wǎng)集中控制器的接口在微網(wǎng)中，要求光伏逆變器能與微網(wǎng)集中控制器進(jìn)行快速的信息交互。在運(yùn)行時，光伏逆變器能夠?qū)⒛壳暗闹匾\(yùn)行信息上送集中控制器，并能接收集中控制器的有功和無功調(diào)節(jié)命令并正確執(zhí)行，以保證在孤島運(yùn)行時，集中控制器能夠?qū)λ械陌l(fā)電設(shè)備和負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)一分析和調(diào)度，完成孤島運(yùn)行時微網(wǎng)內(nèi)部的功率平衡。由于本項(xiàng)目中選取的光伏逆變器的輸出僅為最大功率跟蹤結(jié)果而不能任意調(diào)節(jié)，因此微網(wǎng)集中控制器只能控

16、制光伏逆變器的投入或切除。光伏逆變器與微網(wǎng)集中控制器的通訊接口圖如下圖所示。光伏逆變器通過以太網(wǎng)后接入微網(wǎng)集中控制器，同時與光伏逆變器配套的環(huán)境監(jiān)測裝置也采用以太網(wǎng)接口將測控信息上送微網(wǎng)集中控制器，微網(wǎng)集中控制器通過控制斷路器來實(shí)現(xiàn)投入或切除光伏逆變器。圖3-5 光伏逆變器與微網(wǎng)的通訊架構(gòu)3. 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)方案3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成及并網(wǎng)方式本項(xiàng)目中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的容量只有5kW，因此可選用風(fēng)能利用率較高、工作風(fēng)速區(qū)域?qū)挼男⌒惋L(fēng)力發(fā)電機(jī)，如下圖所示。圖3-6 5kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)外形圖小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)。本項(xiàng)目的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可

17、采用風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動低速交流發(fā)電機(jī)經(jīng)變頻器的并網(wǎng)方式，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、整流逆變裝置組成，如下圖所示：圖3-7 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)示意圖1. 風(fēng)輪：風(fēng)輪由葉片、轉(zhuǎn)體和尾翼組成。葉片用來接受風(fēng)力并通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，一般采用3葉片，應(yīng)具有內(nèi)阻尼大、動態(tài)特性好、韌性好，使用可靠不變形的特點(diǎn)；尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能。2. 發(fā)電機(jī)：國內(nèi)目前裝機(jī)的電機(jī)一般分為異步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和同步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩類。其中異步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括籠型異步發(fā)電機(jī)和雙饋異步發(fā)電機(jī)，同步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括永磁同步發(fā)電機(jī)和電勵磁同步發(fā)電機(jī)。異步發(fā)電機(jī)雖然成本

18、較低，但必須與同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行或接入電網(wǎng)運(yùn)行，由同步發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)提供自身所需的勵磁無功，因此異步發(fā)電機(jī)是電網(wǎng)的無功負(fù)載，調(diào)壓能力很弱。微網(wǎng)在孤島運(yùn)行時需要分布式電源具有較強(qiáng)的調(diào)壓能力，因此微網(wǎng)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用同步型電機(jī)是比較合適的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)有別于普通電機(jī)，它是超低速電機(jī)，每分鐘達(dá)到100-400轉(zhuǎn)即能達(dá)到設(shè)計功率(視型號)，而這么低的轉(zhuǎn)速用普通的電機(jī)是發(fā)不出電的。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的低速交流發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子的極數(shù)大大多于普通交流同步發(fā)電機(jī)的極數(shù)，因此這種電機(jī)的轉(zhuǎn)子外圓及定子內(nèi)徑尺寸大大增加，而其軸向長度則相對較短，為了簡化電機(jī)的結(jié)構(gòu)，減小發(fā)電機(jī)的體積和質(zhì)量，采用永磁體勵磁是有利的。因此建議本項(xiàng)

19、目的風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用永磁同步發(fā)電機(jī)。3. 整流逆變裝置：由于IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是一種結(jié)合大功率晶體管及功率場效應(yīng)晶體管兩者特點(diǎn)的復(fù)合型電力電子器件，它既具有工作速度快，驅(qū)動功率小的優(yōu)點(diǎn)，又兼有大功率晶體管的電流能力大、導(dǎo)通壓降低的優(yōu)點(diǎn)，因此在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中多采用IGBT逆變器。3.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)選購建議建議選購永磁同步發(fā)電機(jī)型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，逆變器選用IGBT逆變器。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的參考技術(shù)參數(shù)如下表所示：表3-1 小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的參考技術(shù)參數(shù)額定功率5kW最大功率6kW額定風(fēng)速8 m/s啟動風(fēng)速3 m/s工作風(fēng)速3-20 m/s安全風(fēng)速40 m/s輸出電壓220 V風(fēng)輪直徑6 m

20、塔架高9 m頂部質(zhì)量 ( 不含塔桿 )285 kg（不同廠家可以不同） 塔架類型 / 質(zhì)量159*5拉索鋼管使用壽命15-20年3.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝地點(diǎn)選擇§ 安裝地點(diǎn)的氣象因素眾所周知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，一年中風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電量的大小直接取決于安裝地點(diǎn)的風(fēng)況。風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝地點(diǎn)要考慮的氣象因素包括：1）年平均風(fēng)速根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對宏觀風(fēng)速資料的分析研究，戶用型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝地點(diǎn)的年平均風(fēng)速不宜低于3.03.5m/s，如果能滿足該條件，就能保證當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力發(fā)電具有一定的經(jīng)濟(jì)性。2）風(fēng)速頻率分布曲線如果當(dāng)?shù)仫L(fēng)況是一條比較平緩的風(fēng)速頻率分布曲線，說明當(dāng)?shù)匾荒曛酗L(fēng)速的日

21、變化、月變化都相對較小，有效風(fēng)速小時數(shù)較長，有利于用戶對電能的充分利用。3）無強(qiáng)烈的旋風(fēng)和切變風(fēng)力發(fā)電機(jī)最容易遭受旋風(fēng)和切變風(fēng)速的破壞，風(fēng)速與風(fēng)向的劇烈變化，不僅使風(fēng)力發(fā)電機(jī)出力發(fā)生劇烈波動，而且會使機(jī)組葉片承受強(qiáng)烈的振動和應(yīng)力，輕則極大降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命，重則會使及其損壞，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)避開設(shè)在有這種風(fēng)況特點(diǎn)的地點(diǎn)。§ 安裝地點(diǎn)選擇本項(xiàng)目中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可安裝在營業(yè)廳屋頂。如果營業(yè)廳周圍有較高大的障礙物，則要注意：第一，風(fēng)機(jī)要安裝在主風(fēng)向的上游；第二，與障礙物（周圍房屋）的距離應(yīng)盡量保持在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組直徑的5倍以上；第三，機(jī)組塔架應(yīng)盡量高出障礙物1倍的機(jī)組直徑。4. 儲能系統(tǒng)

22、建設(shè)方案4.1 蓄電池選購建議電力系統(tǒng)蓄能技術(shù)主要有抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪蓄能、超導(dǎo)蓄能、超級電容、鉛酸電池、鋰電池、鈉硫電池、液硫電池等方式。隨著智能電網(wǎng)、微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，制熱、制氫、制冷等新儲能方式亦在一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中出現(xiàn)。各種蓄能技術(shù)的規(guī)模和技術(shù)成熟度如圖4-1所示。圖4-1 蓄能技術(shù)蓄能規(guī)模及技術(shù)發(fā)展成熟度各種儲能技術(shù)在其能量密度和功率密度方面均具有不同的表現(xiàn)，同時電力系統(tǒng)對儲能系統(tǒng)不同應(yīng)用提出了不同的技術(shù)要求，很少能有一種儲能技術(shù)可以完全滿足在電力系統(tǒng)中的各種應(yīng)用，因此，必須兼顧雙方需要求，選擇匹配的儲能方式。目前比較典型的幾種儲能方式應(yīng)用在光伏并網(wǎng)發(fā)電中的特性對比如下表所示：表4-

23、1 各種儲能方式特性對比綜合比較各種儲能類型在新能源分布式發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，鋰離子電池在應(yīng)用成熟度和能量效率等方面，均比較適合本項(xiàng)目的設(shè)計要求，而且考慮到場地因素的制約，電池也宜選用能量密度比較高的鋰電池。目前應(yīng)用較為成熟的鋰離子電池有磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和錳酸鋰等。磷酸鐵鋰電池相對于其他鋰電池，雖然能量密度相對較低，但安全性和耐高溫性能較好，造價也比其他鋰電池低。因此，建議本項(xiàng)目采用磷酸鋰離子電池。4.2 蓄電池組及逆變器儲能系統(tǒng)電池組部分由25kW*2h磷酸鋰離子電池模塊組成。選用80Ah、工作電壓為3.2V的單體，則所需的單體數(shù)量Nd為：25kW*2h蓄電池由196節(jié)80 Ah電池

24、單體串聯(lián)而成則蓄電池組的額定電壓Vr為蓄電池組額定工作電壓為627.2V，正常工作電流80A，可輸出最大功率25kW，共需要196塊單體3.2V的80Ah電池。蓄電池組的逆變器采用1臺額定容量為25kW的并網(wǎng)逆變器。逆變器選型和要求同光伏逆變器。4.3 儲能裝置的接入和安裝§ 儲能裝置安裝的原則- 蓄能電池接入地點(diǎn)一般選擇離重要負(fù)荷電氣距離近；- 便于安裝和維護(hù)的地方；- 選擇具有公共安全隱患的電池組時，應(yīng)遠(yuǎn)離人群、建筑集中的地方。§ 設(shè)備及接入方案結(jié)合智能營業(yè)廳的電氣負(fù)荷分布和建筑條件，選擇將儲能設(shè)備安裝在營業(yè)廳的頂層靠近外墻的設(shè)備間。儲能電池通過逆變器接入微網(wǎng)0.4kV

25、母線上。儲能電池柜采用25kWh電池柜1個，規(guī)格為：2.2m×0.8×1.2m，總重量約500kg。§ 土建條件l- 墻壁需三面加厚、一面泄力，泄力墻向樓外；- 樓板應(yīng)有較強(qiáng)的承重能力；l- 遠(yuǎn)離生活區(qū)，設(shè)備噪音<65分貝；l- 除變電站一般要求外，室外安放沙箱；l- 工作環(huán)境10-40之間為宜；l- 與墻面距離1m左右（調(diào)試、檢修和通風(fēng)）；l- 濕度、污穢等級、信號干擾等方面按電站一般要求。4.4 儲能充放電控制系統(tǒng)對于儲能系統(tǒng)，設(shè)計采用雙向逆變器實(shí)現(xiàn)、鋰離子電池儲能系統(tǒng)與交流母線的能量相互。雙向逆變器采用逆變/充電一體機(jī)可以實(shí)現(xiàn)純正弦波輸出、110/22

26、0 Aac 交流輸出電壓，以及在交流逆變器中集合了蓄電池充電功能、交流自動切換開關(guān)等。由于它具有與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行或脫離電網(wǎng)單獨(dú)運(yùn)行的雙重功能，雙向逆變器能夠與發(fā)電機(jī)或者可再生能源系統(tǒng)一起，提供全天候或備用電能。儲能系統(tǒng)配置的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍應(yīng)覆蓋溫度（包括電池溫度和環(huán)境溫度）、電流、電池容量等各方面。對于儲能系統(tǒng)的系統(tǒng)各主要運(yùn)行部位的溫度，采用高精度溫度傳感器實(shí)時測量系統(tǒng)溫度，以保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)高效。放電電流以及充電電流的測量也是實(shí)時的，系統(tǒng)同時實(shí)時監(jiān)控電壓量值，以保證系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)下，延長系統(tǒng)使用時間。所有的監(jiān)控數(shù)據(jù)均由子系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合之后通過通訊總線系統(tǒng)將監(jiān)控數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸給微網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)

27、。5. 微網(wǎng)運(yùn)行控制方案5.1 微網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖5-1 微網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)示意構(gòu)圖光伏逆變器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池逆變器均有相應(yīng)的控制器實(shí)現(xiàn)就地控制，這些控制器采用以太網(wǎng)接入微網(wǎng)集中控制平臺，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)通訊組網(wǎng)。微網(wǎng)集中控制平臺可通過以太網(wǎng)和配電調(diào)度進(jìn)行通訊。微網(wǎng)控制中心為一臺嵌入控制屏的主機(jī)兼操作員站，同時可作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，是微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，能全面監(jiān)視整個微網(wǎng)一次設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)時分析微網(wǎng)的運(yùn)行情況并獲得整個微網(wǎng)優(yōu)化和調(diào)整策略并快速自動執(zhí)行，也能滿足運(yùn)行人員操作時直觀、便捷、安全、可靠的需要，同時實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)重要數(shù)據(jù)的實(shí)時存儲。5.2 微網(wǎng)運(yùn)行方式微網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)從配電網(wǎng)調(diào)度層、微

28、網(wǎng)集中控制層、分布式電源和負(fù)荷就地控制層三個層面進(jìn)行綜合管理和控制。其中上層配電網(wǎng)調(diào)度層主要從配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度協(xié)調(diào)調(diào)度微網(wǎng)（微網(wǎng)相對于大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元），微網(wǎng)接受上級配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制命令。中間微網(wǎng)集中控制層集中管理分布式電源和各類負(fù)荷，在微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)價值的最大化并優(yōu)化微網(wǎng)運(yùn)行，在孤島運(yùn)行時調(diào)節(jié)分布電源出力和各類負(fù)荷的用電情況實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)安全運(yùn)行。下層分布式電源控制器和負(fù)荷控制器，負(fù)責(zé)微網(wǎng)的暫態(tài)功率平衡和低頻減載，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)暫態(tài)時的安全運(yùn)行。1）配電網(wǎng)調(diào)度層微網(wǎng)對于配電網(wǎng)表現(xiàn)為單一可控、可靈活調(diào)度的單元，既可與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可在大電網(wǎng)故障或需要時與大電網(wǎng)斷

29、開運(yùn)行。配電網(wǎng)調(diào)度層對微網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，并可在下列情況下對微網(wǎng)進(jìn)行控制： ² 當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生擾動時，若微網(wǎng)未在規(guī)定時間內(nèi)脫網(wǎng)進(jìn)入孤島運(yùn)行，則配電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)立刻斷開微網(wǎng)公共連接點(diǎn)處的斷路器。² 微網(wǎng)脫網(wǎng)之后，配電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)保證在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)到正常運(yùn)行范圍之前微網(wǎng)不允許并網(wǎng)。當(dāng)配電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)到正常運(yùn)行范圍后，微網(wǎng)必須經(jīng)配電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的允許才得以恢復(fù)并網(wǎng)。² 在特殊情況下（如微網(wǎng)所在的配電網(wǎng)饋線需要檢修等），配電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)可向微網(wǎng)集中控制平臺發(fā)出指令要求微網(wǎng)脫網(wǎng)進(jìn)入孤島運(yùn)行狀態(tài)。² 在特殊情況下（如發(fā)生地震、暴風(fēng)雪、洪水等意外災(zāi)害情況），微

30、網(wǎng)可在配電調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度下用作配電網(wǎng)的備用電源向受端電網(wǎng)提供有效支撐，加速配電網(wǎng)的故障恢復(fù)。² 在配電網(wǎng)用電緊張時，微網(wǎng)可在配電調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度下利用自身的儲能設(shè)備進(jìn)行消峰填谷，從而避免配電網(wǎng)大范圍的拉閘限電，減少配電網(wǎng)的備用容量。² 微網(wǎng)可在配電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度下參與電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)。2）集中控制層集中控制層是整個微網(wǎng)控制系統(tǒng)的核心部分，完成整個微網(wǎng)的監(jiān)視和控制，在保證微網(wǎng)安全運(yùn)行前提下，以全系統(tǒng)能量利用效率最大為目標(biāo)，最大限度地利用可再生能源。微網(wǎng)集中控制中心通過負(fù)荷預(yù)測和分布電源發(fā)電預(yù)測，以及當(dāng)前整個微網(wǎng)的運(yùn)行情況，實(shí)時分析配電網(wǎng)層、DG層、負(fù)荷層的情況，采用

31、優(yōu)化的控制策略進(jìn)行實(shí)時的控制，保證微網(wǎng)在并網(wǎng)模式、孤島模式和模式切換過程中的平穩(wěn)運(yùn)行。圖5-2 微網(wǎng)控制中心示意圖微網(wǎng)的集中管理：² 微網(wǎng)在并網(wǎng)模式下運(yùn)行時進(jìn)行能源的優(yōu)化調(diào)度，優(yōu)化協(xié)調(diào)各分布式電源的出力和儲能的充放電，優(yōu)先保證可再生能源的最大化利用，同時實(shí)現(xiàn)消峰填谷以平滑負(fù)荷曲線；² 并網(wǎng)運(yùn)行時實(shí)時計算發(fā)生孤島瞬間的分布式電源、儲能、負(fù)荷各自運(yùn)行控制策略，實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)的快速平滑過渡；² 并離網(wǎng)過渡過程中協(xié)調(diào)就地控制器，快速完成模式切換；² 離網(wǎng)時協(xié)調(diào)各分布式電源、儲能、負(fù)荷，保證微網(wǎng)重要負(fù)荷的供電、維持微網(wǎng)的安全運(yùn)行；² 微網(wǎng)停運(yùn)時，啟用“黑啟動

32、”策略，使微網(wǎng)快速恢復(fù)供電。3）本地控制層微網(wǎng)就地保護(hù)和控制由一系列就地保護(hù)設(shè)備和就地控制器組成。微網(wǎng)就地控制包括儲能控制器、分布式電源控制器和負(fù)荷監(jiān)控終端。在并網(wǎng)模式下，就地控制器在微網(wǎng)集中控制平臺的統(tǒng)一控制下完成分布式電源對頻率和電壓的一次調(diào)節(jié)，以保證電能質(zhì)量、平滑負(fù)荷曲線；在孤島模式下，就地控制器在微網(wǎng)集中控制平臺的統(tǒng)一控制下，采用適當(dāng)?shù)姆植际诫娫从泄o功調(diào)節(jié)策略和必要情況下的切負(fù)荷策略，實(shí)現(xiàn)孤島狀態(tài)下的微網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。就地保護(hù)完成微網(wǎng)的故障快速保護(hù)，通過就地控制和保護(hù)的配合實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)故障的快速“自愈”。微網(wǎng)整體解決方案的三個層面是可以靈活配置的，同時分布式電源逆變器自身具有就地控制器的功率

33、調(diào)節(jié)功能，因此通過微網(wǎng)集中控制層直接控制負(fù)荷開關(guān)以及利用分布電源逆變器，雙重實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)功率平衡控制。同時要預(yù)留與配電調(diào)度的接口，實(shí)現(xiàn)配電調(diào)度對微網(wǎng)負(fù)荷、分布式電壓出力和并離網(wǎng)狀態(tài)的直接控制。5.3 微網(wǎng)集中控制器5.3.1 孤島檢測當(dāng)微網(wǎng)檢測出公共連接點(diǎn)處電壓、頻率發(fā)生驟變，或微網(wǎng)有流向配電網(wǎng)方向的短路電流時，應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)斷開公共連接點(diǎn)處的斷路器，使微網(wǎng)進(jìn)入孤島運(yùn)行。5.3.2 電壓/無功控制§ 并網(wǎng)運(yùn)行方式微網(wǎng)的控制和管理與配電網(wǎng)差異較大，微網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行時，由于微網(wǎng)內(nèi)部分布式電源出力對配電網(wǎng)的貢獻(xiàn)微乎其微，整個微網(wǎng)的頻率由配電網(wǎng)來維持，微網(wǎng)只需要通過管理無功來保證微網(wǎng)內(nèi)部的電壓質(zhì)

34、量，實(shí)現(xiàn)無功功率的就地平衡。因此，在并網(wǎng)運(yùn)行時，集中控制器通過調(diào)節(jié)各分布式電源、無功補(bǔ)償器等設(shè)備，保證電壓在合格范圍內(nèi)。§ 孤島運(yùn)行方式微網(wǎng)在孤島運(yùn)行時，微網(wǎng)集中控制器通過用電負(fù)荷的實(shí)際無功需求，調(diào)節(jié)各分布式電源的無功輸出和無功補(bǔ)償?shù)耐肚校ＷC電壓在合格范圍內(nèi)。5.3.3 頻率/有功控制§ 并網(wǎng)運(yùn)行方式在并網(wǎng)運(yùn)行方式下，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測和光伏發(fā)電預(yù)測結(jié)果，確定微網(wǎng)與主網(wǎng)連接處的饋線功率給定值，并形成與配電網(wǎng)交換功率的曲線。當(dāng)配電網(wǎng)處于用電高峰時期，配電調(diào)度部門可以根據(jù)供用電情況，提前下發(fā)該微網(wǎng)的交換功率曲線，微網(wǎng)集中控制器按照給定的交換功率曲線，適當(dāng)控制分布式發(fā)電出力、儲能系統(tǒng)

35、的充放電狀態(tài)、負(fù)荷的用電情況來使交換功率與配電調(diào)度要求的交換功率曲線一致。微網(wǎng)可通過儲能實(shí)現(xiàn)移峰填谷，平滑用電負(fù)荷和分布式電源出力，則同樣可根據(jù)負(fù)荷峰谷時段形成儲能的充放電曲線，微網(wǎng)集中控制器根據(jù)輸入的曲線實(shí)時控制儲能的充放電狀態(tài)以及充放電電流實(shí)現(xiàn)儲能的充放電預(yù)設(shè)曲線的執(zhí)行。§ 孤島運(yùn)行方式離網(wǎng)期間，微網(wǎng)要保證其頻率時刻保持在規(guī)定范圍內(nèi)。微網(wǎng)在孤島狀態(tài)下以儲能系統(tǒng)作為主要的調(diào)頻手段。在必要的情況下（如負(fù)荷高峰期分布式電源出力不足同時儲能剩余容量不足的情況），可采取必要的切負(fù)荷策略。在切除負(fù)荷時按負(fù)荷重要程度，先切除非重要的負(fù)荷再切重要負(fù)荷。如果頻率下降到允許的最低限值，則繼續(xù)切除剩余

36、部分負(fù)荷，保證在離網(wǎng)期間最重要負(fù)荷供電的可靠性和供電質(zhì)量。在分布式電源恢復(fù)出力，微網(wǎng)頻率上升之后，則恢復(fù)部分已切除的負(fù)荷，如果所有的負(fù)荷均投入頻率依舊過高，則采用切除分布式電源的措施或調(diào)整分布式電源出力。在負(fù)荷低谷期分布式電源出力過剩的情況下，應(yīng)優(yōu)先保證可再生能源的最大出力發(fā)電，可通過儲能設(shè)備由放電改為充電來吸收多余電量的方式，最終達(dá)到微網(wǎng)離網(wǎng)后的供需平衡目標(biāo)。5.3.4 并離網(wǎng)切換功率控制在并網(wǎng)運(yùn)行模式下微網(wǎng)自身分布式電源發(fā)電往往只占用電的一部分，在離網(wǎng)瞬間，各個分布式電源和儲能設(shè)備可能來不及調(diào)節(jié)出力，或者可能由于儲能設(shè)備未事先充滿電而使得分布式電源和儲能設(shè)備全部最大化發(fā)電也無法滿足所有負(fù)荷

37、的用電，此時會導(dǎo)致微網(wǎng)頻率無法維持而解列為多個孤島。針對這種情況，集中控制器在并網(wǎng)運(yùn)行時，應(yīng)實(shí)時計算系統(tǒng)功率差額，并規(guī)劃如果發(fā)生離網(wǎng)，各分布式電源的出力計劃、儲能設(shè)備的充放電計劃以及各種負(fù)荷的投切計劃，一旦檢測微網(wǎng)離網(wǎng)，則立即執(zhí)行已定控制計劃，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)并離網(wǎng)的無縫過渡。5.3.5 并網(wǎng)后自動恢復(fù)微網(wǎng)孤島運(yùn)行期間，應(yīng)時刻檢測公共連接點(diǎn)線路的電壓、頻率等參數(shù)，一旦連接線路上的運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常，可認(rèn)為線路已恢復(fù)供電，則控制器延遲數(shù)秒后在配電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)允許并網(wǎng)的情況下向準(zhǔn)同期裝置發(fā)出同期命令，由準(zhǔn)同期裝置實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)向配電網(wǎng)的同期并網(wǎng)。微網(wǎng)恢復(fù)并網(wǎng)之后，應(yīng)逐步將已切除的分布式電源、負(fù)荷投入，將可再生能源調(diào)

38、至最大出力，對已放電儲能進(jìn)行充電，恢復(fù)微網(wǎng)正常的并網(wǎng)運(yùn)行，為下一次的離網(wǎng)做好準(zhǔn)備。5.4 微網(wǎng)集中管理系統(tǒng)5.4.1 分布式電源監(jiān)控對太陽能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的實(shí)時運(yùn)行信息、報警信息進(jìn)行全面的監(jiān)視，并對分布式電源進(jìn)行多方面的統(tǒng)計和分析，實(shí)現(xiàn)對分布式電源的全方面掌控。要求光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的監(jiān)控至少可以顯示下列信息：² 可實(shí)時顯示光伏逆變器和風(fēng)機(jī)當(dāng)前的發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量以及每天發(fā)電功率曲線圖。² 可查看光伏逆變器和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，主要包括：- 直流電壓- 直流電流- 直流功率- 交流電壓- 交流電流- 逆變器內(nèi)溫度- 時鐘- 頻率- 功率因數(shù)- 當(dāng)前發(fā)電功率

39、- 日發(fā)電量- 累計發(fā)電量- 每天發(fā)電功率曲線圖² 監(jiān)控光伏逆變器和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間，監(jiān)控的故障信息至少因包括以下內(nèi)容：- 電網(wǎng)電壓過高- 電網(wǎng)電壓過低- 電網(wǎng)頻率過高- 電網(wǎng)頻率過低- 直流電壓過高- 直流電壓過低- 逆變器過載- 逆變器過熱- 逆變器短路- 散熱器過熱- 分布式電源孤島- DSP故障- 通訊失敗² 可實(shí)時對并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測和分析。² 要求能集成環(huán)境監(jiān)測功能，主要包括日照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、室外溫度、室內(nèi)溫度和電池板溫度等參量。² 要求最短每隔5分鐘存儲一次分布式電源重要運(yùn)行

40、數(shù)據(jù)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)。² 故障數(shù)據(jù)需要實(shí)時存儲。5.4.2 儲能監(jiān)控對儲能電池的實(shí)時運(yùn)行信息、報警信息進(jìn)行全面的監(jiān)視，并對儲能進(jìn)行多方面的統(tǒng)計和分析，實(shí)現(xiàn)對儲能的全方面掌控。要求儲能監(jiān)控至少可以顯示下列信息：² 可實(shí)時顯示儲能的當(dāng)前可放電量、可充電量、最大放電功率、當(dāng)前放電功率、可放電時間、今日總充電量、今日總放電量。² 遙信：能遙信交直流雙向變流器的運(yùn)行狀態(tài)、告警信息，其中保護(hù)信號包括：低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、缺相保護(hù)、低頻率保護(hù)、過頻率保護(hù)、過電流保護(hù)、器件異常保護(hù)、電池組異常工況保護(hù)、過溫保護(hù)。² 遙測：能遙測交直流雙向變流器的電池電壓、電池充放電電

41、流、交流電壓、輸入輸出功率等；² 遙調(diào)：能對電池充放電時間、充放電電流、電池保護(hù)電壓進(jìn)行遙調(diào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端對交直流雙向變流器相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)；² 遙控：能對交直流雙向變流器進(jìn)行遠(yuǎn)端的遙控電池充電、遙控電池放電的功能。² 要求最短每隔5分鐘存儲一次光伏重要運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)。² 故障數(shù)據(jù)需要實(shí)時存儲。5.4.3 負(fù)荷監(jiān)控對微網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視、控制和統(tǒng)計，并為低周減載、微網(wǎng)功率平衡控制分析等提供依據(jù)。在組建微網(wǎng)時，將所有的負(fù)荷根據(jù)重要程度和是否可停電性質(zhì)分為靈敏性負(fù)荷（運(yùn)行過程中不可停電）、可控負(fù)荷（可部分短暫停電）、可切負(fù)荷（可停電負(fù)荷）。在運(yùn)行時，可對

42、這些負(fù)荷進(jìn)行分類監(jiān)控，并配合就地負(fù)荷控制器實(shí)現(xiàn)整個微網(wǎng)有功負(fù)荷和無功負(fù)荷的平衡。5.4.4 光伏發(fā)電和風(fēng)機(jī)發(fā)電預(yù)測、負(fù)荷短時預(yù)測通過氣象局的天氣預(yù)報信息以及歷史氣象信息和歷史發(fā)電情況，預(yù)測超短期內(nèi)的太陽能光伏發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電預(yù)測。根據(jù)用電歷史情況，預(yù)測超短期內(nèi)各種負(fù)荷（包括總負(fù)荷、敏感負(fù)荷、可控負(fù)荷、可切除負(fù)荷）的用電情況。5.4.5 微網(wǎng)功率平衡控制功率平衡是整個微網(wǎng)綜合控制管理系統(tǒng)最核心的功能，該功能通過綜合調(diào)節(jié)分布式電源、儲能、負(fù)荷實(shí)現(xiàn)有功功率、無功功率的平衡，并實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)并網(wǎng)、離網(wǎng)的平滑過渡，維護(hù)整個微網(wǎng)的安全運(yùn)行。根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的不同，包含光伏發(fā)電的微網(wǎng)

43、系統(tǒng)采用的功率平衡控制策略也各不相同。并網(wǎng)運(yùn)行時，微網(wǎng)系統(tǒng)采取恒功率控制模式，即將微網(wǎng)與主網(wǎng)連接處的饋線功率流量調(diào)整為常量。當(dāng)根據(jù)調(diào)度指令把饋線功率調(diào)整為某個給定值時，微網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷改變時與主網(wǎng)之間的功率交換將保持不變。這種控制方案的優(yōu)點(diǎn)是從主網(wǎng)的角度來看微網(wǎng)，微網(wǎng)可看作一個可調(diào)度的電源或是負(fù)荷。其具體控制措施包括：在并網(wǎng)運(yùn)行方式下，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測和光伏發(fā)電預(yù)測結(jié)果，確定微網(wǎng)與主網(wǎng)連接處的饋線功率給定值。儲能系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷峰谷時段進(jìn)行充放電，平抑光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的功率波動，具體控制視儲能系統(tǒng)充放電控制策略而定。當(dāng)主網(wǎng)內(nèi)發(fā)生電壓跌落、故障、停電等情況時，微網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)該利用本地信息自動有效地轉(zhuǎn)換到孤島運(yùn)

44、行方式，不再接受主網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度。此時需要通過逆變器的電壓和頻率控制作用為微網(wǎng)的孤島運(yùn)行提供強(qiáng)有力的電壓和頻率支撐，并具有一定的負(fù)荷功率跟隨特性。通過設(shè)定電壓和頻率的參考值，在PI調(diào)節(jié)器作用下實(shí)時檢測逆變器輸出端口電壓和頻率，并作為恒壓、恒頻電源使用。當(dāng)微網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷增長超出微網(wǎng)自身調(diào)節(jié)能力時，此時為保證微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的電能質(zhì)量，必須按負(fù)荷等級，從動力負(fù)荷到照明負(fù)荷，依次分級、分段退出運(yùn)行。5.4.6 微網(wǎng)綜合監(jiān)視與統(tǒng)計統(tǒng)一監(jiān)視微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的綜合信息，包括微網(wǎng)系統(tǒng)頻率、微網(wǎng)入口處的電壓、配電上下網(wǎng)功率、并實(shí)時統(tǒng)計微網(wǎng)總發(fā)電出力、儲能剩余容量、微網(wǎng)總有功負(fù)荷、總無功負(fù)荷、敏感負(fù)荷總有功、可控負(fù)荷總有功、完全可切除負(fù)荷總有功，并監(jiān)視微網(wǎng)內(nèi)部各斷路器開關(guān)狀態(tài)、各支路有無功功率、各設(shè)備的報警