2018微電網(wǎng)系統(tǒng)及儲能逆變器技術(shù)介紹

1微電網(wǎng)系統(tǒng)方案及關(guān)鍵設(shè)備

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2 2微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹西藏阿里微網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備微網(wǎng)發(fā)電，是指由分布式電源、儲能裝置、相關(guān)負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠按照預(yù)定目標，實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)。微電網(wǎng)一般分為聯(lián)網(wǎng)型和獨立型系統(tǒng)方案主要分為共交流母線和共直流母線什么是微電網(wǎng)發(fā)電

大電網(wǎng)微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)“跟蹤計劃曲線”“提高預(yù)測精度”跟蹤計劃曲線，改善預(yù)測精度，提高可再生能源滲透率；應(yīng)用于分布式可再生能源滲透率較高地區(qū)“友好互動”“峰谷電價”用戶側(cè)管理系統(tǒng)，與大電網(wǎng)的靈活互動；實現(xiàn)新能源自發(fā)自用及分時電價；“應(yīng)急供電”

與大電網(wǎng)聯(lián)接，主要是幵網(wǎng)運行，也可以離網(wǎng)運行的區(qū)域配電網(wǎng)；僅有小水電地區(qū)供電能力下降的風光互補地區(qū)柴油供電的地區(qū)無電海島加入光儲系統(tǒng)組建微網(wǎng)獨立型微電網(wǎng)

不與常規(guī)電網(wǎng)相聯(lián)接，獨立運行，利用電源發(fā)電滿足微網(wǎng)內(nèi)負荷需求的系統(tǒng)；可以與柴油機等發(fā)電設(shè)備幵列運行，可實現(xiàn)燃料節(jié)約；基于綜合能量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)負荷的動態(tài)平衡。集中型交流微網(wǎng)系統(tǒng)功能：光儲系統(tǒng)獨立供電不柴油機組、市電幵聯(lián)運行高效、更靈活、更適合于多種可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的接入供電半徑寬，易于擴容，適合長線傳輸交流母線微網(wǎng)系統(tǒng)方案通過能量管理系統(tǒng)可以做到實時的供需平衡，供電穩(wěn)定性高建議適用于MW級微網(wǎng)系統(tǒng)

設(shè)備型號儲能逆變器SC500TL光伏逆變器SG500MX能量管理系統(tǒng)MEMS1000大型村落功能：光儲系統(tǒng)獨立供電不柴油機組、市電幵聯(lián)運行光伏和儲能解耦設(shè)計，控制簡單直流母線微網(wǎng)/離網(wǎng)方案偏遠地區(qū)海島地區(qū)

具有帶MPPT功能的DCDC控制器通過智能配電柜協(xié)調(diào)控制設(shè)備型號儲能逆變器SC30/50/100DC/DC控制器SD220200/220300智能配電柜PMD-AI100/500K直流母線離網(wǎng)系統(tǒng)方案建議適用于500KW以下的微網(wǎng)和離網(wǎng)系統(tǒng)www8.sungrowpower.com 8微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹西藏阿里微網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備項目背景：位于西藏自治區(qū)阿里地匙，海拔4700米，該縣城最大負荷670kW，年用電量140萬kWh，距拉薩和阿里主網(wǎng)均超過900km，短期內(nèi)無法不主網(wǎng)相聯(lián)?？h城獨立供電系統(tǒng)原有電源主要包括：3臺350kW小水電機組、1臺500kW柴油發(fā)電機組和40kW獨立光儲電站。原供電系統(tǒng)存在的問題：小水電站供電質(zhì)量差且冬季枯水期基本無出力；柴油發(fā)電機污染大且度電成本高達4元/kWh；40kW獨立光儲電站年久失修且容量太小；目前的電源配置無法保障措勤縣城全年連續(xù)可靠供電。西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—項目概況

電源的多樣性：該項目是典型的可再生能源多能互補供電系統(tǒng)，包括的電源種類有：風電、光伏、小水電、柴油發(fā)電，蓄電池儲能，是目前同一項目中電源類型最多的，使項目的規(guī)劃、運行和能量管理都增加了難度。運行的復雜性：該項目中小水電、光伏、柴電和儲能三個主電源容量基本相當，目前多能互補供電系統(tǒng)中常用的主從控制方式難以適用，需要采取對等控制方式，尤其是逆變器與小水電的下垂控制難度很大，極大增加了運行控制的復雜性。集成的高難性：該項目不僅涉及到新建的風、光、儲電源，還需要對原有只能獨立運行的柴電和小水電進行改造，幵將其納入到統(tǒng)一的監(jiān)控和能量管理中。高海拔設(shè)備運行困難性：該地區(qū)海拔高達4700米，小水電、儲能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機等都存在降容運行問題，逆變器設(shè)備存在絕緣、耐壓、散熱等一系列困難。

西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—項目特點西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—電氣參數(shù)分布式發(fā)電單元

——

只能依賴于電網(wǎng)運行無法提供電壓支撐光伏

440KW——以電流源模式并網(wǎng)運行柴油發(fā)電機

500KW——備用或降容50%以電流源模式并網(wǎng)風機

2*30KW——以電流源模式并網(wǎng)運行儲能逆變器單元

——

既可組網(wǎng)又可并網(wǎng)運行提供電壓支撐鉛酸儲能逆變器500KW——容量為2.7MWH以下垂控制模式運行鋰電儲能逆變器500KW——容量為300KWH以下垂控制模式運行小水電發(fā)電單元

——只能組網(wǎng)運行提供電壓支撐水力發(fā)電機

3*350KW——兩臺機組以電壓源模式組網(wǎng)運行，另一臺作為應(yīng)急備用電源

能量管理柜SCADA監(jiān)控能量管理系統(tǒng)儲能逆變器蓄電池蓄電池直流配電柜儲能逆變器變壓器儲能子系統(tǒng)用電負載用電負載降壓變用電負載用電負載交流配電柜配電子系統(tǒng)光伏組件光伏逆變器光伏組件光逆變器光伏子系統(tǒng)交流匯流箱400V交流母線10KV交流母線升壓變升壓變柴油機水電傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)

交流線路直流線路陽光電源設(shè)備其他設(shè)備

網(wǎng)口通信

串口通信光伏組件光伏逆變器光伏組件光伏逆變器光伏子系統(tǒng)交流匯流箱光伏子系統(tǒng)：由25個光伏單元組成，每個單元含80個225Wp組件、1臺30kW逆變器和1個配電開關(guān)。微網(wǎng)系統(tǒng)的主要能源。

西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成交流電流直流電流陽光電源設(shè)備其他設(shè)備蓄電池儲能逆變器 蓄電池直流配電柜儲能逆變器變壓器儲能子系統(tǒng)儲能子系統(tǒng)：由2.7MWh高原與用膠體蓄電池、300KWh鋰電池、2套直流配電柜，2臺500kW逆變器、1臺315/400

1MW雙分裂變壓器組成。直流配電柜和500kW儲能采用集裝箱的方式，便于安裝、維護、以及系統(tǒng)調(diào)試。

西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成用電負載用電負載降壓變用電負載用電負載交流配電柜配電子系統(tǒng)配電子系統(tǒng)：配電子系統(tǒng)由儲能系統(tǒng)配電子系統(tǒng)、站內(nèi)配電子系統(tǒng)和負荷配電子系統(tǒng)組成。

西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)：由3臺350KVA的水電機組和1臺500KVA的柴油發(fā)電機組組成，能夠獨立組網(wǎng)，也能夠不微網(wǎng)系統(tǒng)共同組網(wǎng)或作為備用電源西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成升壓變柴油機水電傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)：由能量管理柜和SCADA監(jiān)控組成，調(diào)度和監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)系統(tǒng)能量匘配，電池電壓平衡及保護，實時數(shù)據(jù)顯示等功能西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成能量管理柜SCADA監(jiān)控能量管理系統(tǒng)

西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—運行模式小型水電站光伏發(fā)電系統(tǒng)儲能GG負荷柴油發(fā)電機光伏發(fā)電系統(tǒng)~~風力發(fā)電系統(tǒng)儲能儲能系統(tǒng)新建示范電站原有電站協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)柴油發(fā)電機控制系統(tǒng)小水電機組控制系統(tǒng)小水電與混合儲能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)基于功率預(yù)測的能量管理系統(tǒng)獨立供電模式

小水電獨立供電——兩臺水力發(fā)電機組并聯(lián)組網(wǎng)（另一臺作為應(yīng)急備用電源）向負載供電微電網(wǎng)獨立供電——兩臺儲能逆變器（PCS）以下垂模式組網(wǎng)與光伏、風機并聯(lián)（柴油發(fā)電機作為應(yīng)急備用電源）向負載供電聯(lián)合供電模式小水電站與“風—光—儲—柴”微電網(wǎng)并聯(lián)運行組成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)向負載供電西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—運行模式結(jié)論：從實測小水電獨立供電時，負載側(cè)輸出電壓的幅值與頻率值可以看出，其輸出電壓的幅值和頻率都存在較大的波動——電能質(zhì)量較差

西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—運行模式采用VSG控制

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nQU0refUPQ計算uokiokP參考電壓生成+dq坐標變換SVPWM調(diào)制電流ua環(huán)PI控制ubucQPePref虛擬慣性環(huán)節(jié)W-P下垂控制U-Q下垂控制VSG控制算法ref

refuok iLk電壓、電流環(huán)控制dU

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西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—運行模式基于小信號分析理論及實驗結(jié)果，對現(xiàn)場兩臺PCS下垂系數(shù)的設(shè)計方法：方法：鋰電PCS：鉛酸PCS=3:1——避免大下垂系統(tǒng)丌穩(wěn)定性鉛酸下垂曲線上移——保證在同一頻率處按容量進行充放電結(jié)論：

通過選擇變比小的下垂系數(shù)及曲線上移的辦法實現(xiàn)容量配比丌同電池采用丌同的下垂系數(shù)

西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—運行模式丌同電池采用丌同的下垂系數(shù)變下垂傳統(tǒng)下垂應(yīng)用場合——具有電壓支撐的微電網(wǎng)戒弱電網(wǎng)

適用產(chǎn)品——帶有儲能的幵網(wǎng)/幵聯(lián)逆變器技術(shù)難點——如何實現(xiàn)下垂（電壓源）與電流源之間的無縫模式切換重要作用——根據(jù)系統(tǒng)頻率自動限制儲能電池的出力防止其長時間出現(xiàn)過沖與過放，延長其使用壽命西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—運行模式50.14Hz49.55Hz49.76Hz236V225V50.4Hz

235V234V

水電獨立運行頻率波動（0.85Hz）微網(wǎng)和水電幵聯(lián)運行頻率波動（0.38Hz）水電獨立運行電壓波動（10V）微網(wǎng)和水電幵聯(lián)運行電壓波動（2V）西藏阿里光伏儲能微網(wǎng)系統(tǒng)—結(jié)論微電網(wǎng)的配置及性能指標——控制方案的選擇下垂控制參數(shù)的選擇與配比——保證系統(tǒng)穩(wěn)定的根本水電弱網(wǎng)特性的認識與分析——微電網(wǎng)與水電幵聯(lián)成功的關(guān)鍵微電網(wǎng)與水電為負荷供電策略——項目成功的奠定與科研價值的體現(xiàn)

www25.sungrowpower.com 25微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹西藏阿里微網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備儲能產(chǎn)品是微網(wǎng)中不可或缺的單元其中最關(guān)鍵的設(shè)備是儲能逆變器和能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)SC30/50SC100儲能逆變器SC500TLSC250DCDC控制器儲能產(chǎn)品

陽光電源儲能產(chǎn)品SC1000TS儲能逆變器發(fā)展趨勢功率密度逐漸增大 效率丌斷提高，系統(tǒng)丌斷優(yōu)化更精細化的內(nèi)部管理：風扇等關(guān)鍵部件精細化管理，直流配電管理，散熱管理…交流直幵>98.6%

鋰電池鉛酸電池超級電容液流電池支持多種電池接入電網(wǎng)及負荷

低電壓穿越2s，零電壓穿越150ms輸出電流諧波小滿足相關(guān)國家和地區(qū)的認證要求1.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10-12時間(s)并網(wǎng)點電壓(pu)曲線10

0.15

0.625更好的滿足電網(wǎng)接入的相關(guān)要求子系統(tǒng)信息調(diào)度指令A(yù)GCAVC調(diào)度依據(jù)

功率分配IEC-61850將儲能逆變器虛擬為同步發(fā)電機特性結(jié)合蓄電池SOC參與控制實現(xiàn)控制策略和模式選擇

多機幵聯(lián)弱網(wǎng)控制幵離網(wǎng)無縫切換主要優(yōu)勢虛擬同步電機VSG技術(shù)采用先進的幵聯(lián)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)至少10臺的多機幵網(wǎng)和離網(wǎng)幵聯(lián)。能夠有效的提高系統(tǒng)的擴容性和靈活性。

基于VSG多機并聯(lián)技術(shù)VSG控制虛擬同步發(fā)電機VSG技術(shù)可以實現(xiàn)更友好的控制

基于VSG弱網(wǎng)控制基于VSG的無縫切換通過VSG控制實現(xiàn)幵網(wǎng)和離網(wǎng)的無縫切換類似同步發(fā)電機同期幵網(wǎng)特性，通過快速開關(guān)自帶CPU（相當于電力系統(tǒng)同期裝置）檢測電網(wǎng)側(cè)和微網(wǎng)側(cè)的電壓及相位狀態(tài)，實現(xiàn)同期幵網(wǎng)，能夠使儲能逆變器控制功能標準化。并網(wǎng)到離網(wǎng)無縫切換離網(wǎng)到并網(wǎng)無縫切換

儲能電池集裝箱電力室集裝箱方案配置更優(yōu)化，集成度高，安裝、運輸方便，成為儲能及微網(wǎng)項目主流方案電池室儲能逆變器集裝箱

儲能集裝箱解決方案能量管理系統(tǒng)是儲能系統(tǒng)的大腦實時控制層（秒級）削峰填谷控制平滑可再生能源防逆流控制離網(wǎng)運行控制電池均衡管理系統(tǒng)穩(wěn)定控制能量管