多源微電網(wǎng)協(xié)同控制技術(shù)工程實(shí)踐

1、多源微電網(wǎng)協(xié)同控制技術(shù)工程實(shí)踐技術(shù)創(chuàng)新，變革未來匯報(bào)提綱一、分布式電源特點(diǎn)二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展 三、微電網(wǎng)工程實(shí)踐 四、山東微電網(wǎng)建設(shè)IEEE靠近用戶，不連接 到高壓輸電網(wǎng)，裝 機(jī)規(guī)模小于1萬千瓦 的能源系統(tǒng)。丹麥能源環(huán)境部國(guó)際能源署1、國(guó)外分布式電源定義18個(gè)典型國(guó)家（組織）關(guān)于分布式電源的定義（有代表性的）一、分布式電源特點(diǎn)美國(guó)能源部德國(guó)小規(guī)模、分散布置在用戶 附近，可獨(dú)立運(yùn)行、也可 以聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)。位于用戶附近，接入中低 壓配電網(wǎng)的電源，主要為 光伏發(fā)電和風(fēng)電。1、國(guó)外分布式電源定義18個(gè)典型國(guó)家（組織）關(guān)于分布式電源的定義（有代表性的）一、分布式電源特點(diǎn)關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工

2、作的意見適用于接入10kV及以下、單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)6MW以下的分布式電源。2、國(guó)內(nèi)關(guān)于分布式電源的定義Q/GDW480-2010分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定：接入 35kV及以下電壓等級(jí)的小型電源，包括同步電機(jī)、 感應(yīng)電 機(jī)、 變流器等類型。一、分布式電源特點(diǎn)3、分布式電源的四個(gè)典型特征裝機(jī)規(guī)模小，一般為10MW及以下。18個(gè)典型國(guó)家（組織） 中，13個(gè)為10MW 及以下，3個(gè)為數(shù)十MW級(jí)，2個(gè)為100MW 級(jí)通常接入中低壓配電網(wǎng)，一般為10（35）kV及以下。18個(gè)典型 國(guó)家（組織）中，8個(gè)為10kV及以下，7個(gè)為35kV級(jí)，3個(gè)為110（66）kV級(jí)。發(fā)電類型主要為可再生能源發(fā)電、高能效天然氣多聯(lián)

3、供、資源 綜合利用發(fā)電。 （能效一般達(dá)到70%以上）。一、分布式電源特點(diǎn)分布式電源通常以35kV及以下電壓等級(jí)接入電網(wǎng)。一、分布式電源特點(diǎn)4、分布式電源的分類同步電機(jī)異步電機(jī)變流器一、分布式電源特點(diǎn)對(duì)規(guī)劃的影響對(duì)繼電保護(hù)的影響對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的影響對(duì)電網(wǎng)盈利水平的影響對(duì)電能質(zhì)量的影響一、分布式電源特點(diǎn)匯報(bào)提綱一、分布式電源特點(diǎn)二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展 三、微電網(wǎng)工程建設(shè) 四、山東微電網(wǎng)實(shí)踐二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展微電網(wǎng)的興起現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)難以承受大規(guī)模分布式電源的并入， 如果簡(jiǎn)單地從電網(wǎng)角度對(duì)DG提出嚴(yán)苛的并網(wǎng)條件和標(biāo)準(zhǔn)， 又會(huì)導(dǎo)致分布式電源的潛能無法 充分釋放和發(fā)揮，分布 式發(fā)電本身的運(yùn)行穩(wěn)定、安全性、經(jīng)濟(jì)性

4、和效益更無法 體現(xiàn)。二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展微電網(wǎng)的提出：以一組分布式電源及負(fù)荷為集群分割網(wǎng)絡(luò)，通過適 當(dāng)?shù)墓芾砗涂刂聘纳圃芯W(wǎng)絡(luò)，并協(xié)調(diào)這些分布式電源 運(yùn)行。微電網(wǎng)是一種由分布式電源、儲(chǔ)能和負(fù)荷共同組成 的低壓系統(tǒng)。微電網(wǎng)相對(duì)于外部電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的自治受控單元， 可同時(shí)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全方面的要求。以分布式發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ)，融合儲(chǔ) 能、控制和保護(hù)裝置靠近用戶負(fù)荷接入電壓等級(jí)是配電網(wǎng)電壓等級(jí)能夠工作在并網(wǎng)和孤島兩種模式分布式電源占有一定比例微網(wǎng)的特點(diǎn)二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展微電網(wǎng)的特征二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展微網(wǎng)主要功能二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展微電網(wǎng)的控制策略二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展近年來，國(guó)家層

5、面陸續(xù)出臺(tái)關(guān)于分布式能源和微電網(wǎng)的支 持政策，特別是2015年國(guó)家能源局關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng) 示范項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)意見。因此，微電網(wǎng)技術(shù)正隨著智能 電網(wǎng)的發(fā)展將有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，現(xiàn)有配電網(wǎng)也將面臨大 量的分布式電源及微電網(wǎng)接入需求。二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展分布式電源及微電網(wǎng)接入改變了現(xiàn)有配電網(wǎng)潮流單一流向 性，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度與運(yùn)行及電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)等諸多方面 帶來較大的影響。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)造價(jià)高、柴油發(fā)電機(jī)成本高、微電網(wǎng)內(nèi)外部 運(yùn)行模式復(fù)雜，如何確定風(fēng)、光、儲(chǔ)、柴的最佳容量配比，在 滿足負(fù)載用電需求的前提下，充分利用可再生能源發(fā)電，保證 系統(tǒng)供電可靠性較高同時(shí)經(jīng)濟(jì)成本最小，這是目前微電網(wǎng)規(guī)劃 設(shè)計(jì)及

6、工程建設(shè)中亟待解決的難題。二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展在新能源高滲透率微電網(wǎng)中，由于風(fēng)電、光伏等新能源的波動(dòng) 性和間歇性，將對(duì)微電網(wǎng)潮流、穩(wěn)定性、可靠運(yùn)行等帶來嚴(yán)重影 響，進(jìn)而造成微電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間協(xié)同控制的復(fù)雜性和不確定性。這些因素的綜合，使得現(xiàn)有配電網(wǎng)與微電網(wǎng)的優(yōu)化配置、靈活 互動(dòng)及安全穩(wěn)定運(yùn)行將面臨前所未有的挑戰(zhàn)。為此，緊扣微電網(wǎng) 發(fā)展現(xiàn)實(shí)難題，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)友好互動(dòng)目標(biāo)，滿足微 電網(wǎng)靈活協(xié)同控制、安全高效運(yùn)營(yíng)的需求成為微電網(wǎng)發(fā)展面臨的 現(xiàn)實(shí)問題。匯報(bào)提綱一、分布式電源特點(diǎn)二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展 三、微電網(wǎng)工程建設(shè) 四、山東微電網(wǎng)實(shí)踐1、國(guó)外微電網(wǎng)2、國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)意大利分布式電網(wǎng)測(cè)試場(chǎng)美國(guó)NRE

7、L分布式電網(wǎng)測(cè)試場(chǎng)美國(guó)威斯康辛大學(xué)分布式電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室希臘PV-MODE分散型電網(wǎng)示范場(chǎng)3、試驗(yàn)機(jī)構(gòu)匯報(bào)提綱一、分布式電源特點(diǎn)二、微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展 三、微電網(wǎng)工程建設(shè) 四、山東微電網(wǎng)實(shí)踐國(guó)網(wǎng)山東省電力公司在山東省煙臺(tái)市長(zhǎng)島縣開展了一項(xiàng)國(guó)家 電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程分布式發(fā)電及微網(wǎng)接入控制，該工 程同時(shí)列入了國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程。試點(diǎn)工程依托分布式電源及微網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)需求，借助國(guó)網(wǎng)公 司重大科技項(xiàng)目間歇式可再生能源海島電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)研究及工 程示范的研究成果，建設(shè)風(fēng)電、光伏、柴油機(jī)、儲(chǔ)能等分布式 電源，構(gòu)建微網(wǎng)能量?jī)?yōu)化與智能管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)并網(wǎng)/孤網(wǎng) 雙模式靈活運(yùn)行、功率控制、安全穩(wěn)定、應(yīng)急電源等功

8、能。一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程針對(duì)新能源高滲透率微電網(wǎng)中分布式電源靈活控制難題，從微電網(wǎng) 故障情況下對(duì)風(fēng)電機(jī)組電壓控制及無功支撐要求角度，提出了適應(yīng)微電 網(wǎng)運(yùn)行的異步風(fēng)電機(jī)組的低電壓控制和無功控制方法。一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程微電網(wǎng)中新能源滲透率高容易導(dǎo)致系統(tǒng)功率振蕩、系統(tǒng)備

9、用容量高 等問題。本項(xiàng)目從“源-網(wǎng)-儲(chǔ)-柴-荷”角度提出基于能量有序控制的高滲 透率微電網(wǎng)多電源協(xié)同控制方法。該控制策略采用三層控制架構(gòu)即上層的配電網(wǎng)調(diào)度層、中間的微電 網(wǎng)集中控制層、下層的微電源/儲(chǔ)能/負(fù)荷就地控制層，制定新能源、儲(chǔ)能、 柴油發(fā)電機(jī)、可控負(fù)荷的投切優(yōu)先級(jí)及有序容量，實(shí)現(xiàn)基于分層控制的微 電網(wǎng)多電源協(xié)調(diào)控制。一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程針對(duì)風(fēng)電功率大幅波動(dòng)導(dǎo)致微電網(wǎng)功率振蕩或系統(tǒng)瓦解難題，提出 基于分層分級(jí)的風(fēng)電功率波動(dòng)平抑的方法，分散式儲(chǔ)能和可平滑阻性負(fù) 載有效解決了單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組功率波動(dòng)對(duì)微電網(wǎng)沖擊問題；同時(shí)利用超級(jí)電容、鋰電池組成的混合儲(chǔ)能電站在系統(tǒng)層面快速平 抑風(fēng)電

10、功率波動(dòng)。這兩方面措施實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)分層分級(jí)的功率波動(dòng)平抑， 通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證了綜合分層控制和能量統(tǒng)一管理的微電網(wǎng)多電源協(xié)調(diào) 控制策略。一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程一、山東長(zhǎng)島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)工程1、總體架構(gòu)采用交直流混合微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：光儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)及柴油發(fā)電機(jī)通過功率變換裝置接入直流母線， 經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)連接戶外直流母線和電氣試驗(yàn)樓微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)380V 交流母線；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車交流充電樁與 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)分別經(jīng)過功率變換裝置接入電氣試驗(yàn)樓微電網(wǎng)實(shí) 驗(yàn)室內(nèi)380V交流母線，并通過干式變壓器接入園區(qū)交流配電網(wǎng)。二、新院區(qū)交直流混合微電網(wǎng)二、新院區(qū)交直流混合微電網(wǎng)二、新院區(qū)交直流混合微電網(wǎng)分布式發(fā)電及微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室作為科技創(chuàng)新、應(yīng)用研究和 技術(shù)服務(wù)的試驗(yàn)研究平臺(tái)，主要開展微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控與診斷分 析、分布式發(fā)電并網(wǎng)與接入控制、柔性直流輸電與電力電子裝 備研發(fā)等方面的研究工作。院區(qū)規(guī)劃建設(shè)多能互補(bǔ)分布式發(fā)電及微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，包 括光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、柴油發(fā)電、可調(diào)負(fù)載和交 直流充電樁等，其中風(fēng)光柴儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)接入電氣試驗(yàn)樓微電網(wǎng) 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)380V交流母線，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，為院區(qū)提供綠色、清 潔、穩(wěn)定的電能。二、新院