微電網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用淺談

上海太陽(yáng)能科技有限公司上海太陽(yáng)能科技有限公司1微電網(wǎng)背景和定義2微電網(wǎng)系統(tǒng)控制技術(shù)淺談3航天光伏簡(jiǎn)介一、微電網(wǎng)的背景和定義據(jù)統(tǒng)計(jì)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球石油已知儲(chǔ)量可開(kāi)采約為40年，原煤約為200年，天然氣約為50年，而我國(guó)可采儲(chǔ)量的原油114.5年，天然氣僅49.3年。能源危機(jī)正逐漸蔓延到世界的任何一個(gè)角落，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，也成為全球政治、軍事沖突的重要因素。全球性的能源危機(jī)已非常突出。一、微電網(wǎng)的背景和定義一、微電網(wǎng)的背景和定義分布式發(fā)電的形式一、微電網(wǎng)的背景和定義美國(guó)CERTS對(duì)于微電網(wǎng)的定義微網(wǎng)是由負(fù)荷和微電源組成并可提供電能和熱能的系統(tǒng)并進(jìn)行靈活的控制微網(wǎng)相對(duì)于大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一受控的單元，并滿足用戶的可靠性和安全性的需求一、微電網(wǎng)的背景和定義歐盟對(duì)于微電網(wǎng)的定義微網(wǎng)是利用分布式能源、儲(chǔ)能裝置和可控負(fù)荷共同組成容量范圍從幾百千瓦到幾個(gè)兆瓦能夠與配電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，在上一級(jí)電網(wǎng)故障時(shí)可脫網(wǎng)自治運(yùn)行，故障恢復(fù)后可重新并網(wǎng)微網(wǎng)是在一定區(qū)域內(nèi)利用可控的分布式電源根據(jù)用戶需求提供電能的小型系統(tǒng)一、微電網(wǎng)的背景和定義國(guó)網(wǎng)電科院對(duì)于微電網(wǎng)的定義微電網(wǎng)的特征一、微電網(wǎng)的背景和定義微網(wǎng)方式運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)配電網(wǎng)調(diào)度層微網(wǎng)可對(duì)電網(wǎng)提供有效支撐參與電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度微網(wǎng)集中控制層主網(wǎng)與微網(wǎng)間的接口，與配電網(wǎng)調(diào)度層交互信息實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源/儲(chǔ)能/負(fù)荷層的優(yōu)化控制策略，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)在聯(lián)網(wǎng)/孤島狀態(tài)的穩(wěn)定運(yùn)行和平滑切換電源/儲(chǔ)能的就地控制器完成分布式電源電源和儲(chǔ)能對(duì)電壓和頻率的一次調(diào)節(jié)負(fù)荷控制器根據(jù)系統(tǒng)的電壓頻率，在必要時(shí)切除非關(guān)鍵負(fù)荷就地保護(hù)完成微網(wǎng)的故障快速保護(hù)二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)微網(wǎng)的運(yùn)行方式微網(wǎng)的運(yùn)行方式過(guò)度狀態(tài)過(guò)度狀態(tài)微網(wǎng)節(jié)列微網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)過(guò)度狀態(tài)過(guò)度狀態(tài)用戶感受不到網(wǎng)絡(luò)中分布式微源運(yùn)行狀態(tài)的改變及出力用戶感受不到網(wǎng)絡(luò)中分布式微源運(yùn)行狀態(tài)的改變及出力變化而引起的波動(dòng)微網(wǎng)啟動(dòng)微網(wǎng)啟動(dòng)過(guò)度狀態(tài)二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)主從控制（master-slave）以微網(wǎng)中某個(gè)分布式微源作為主控制單元以上層中心控制器作為主控制單元對(duì)等控制（peer-to-peer）利用下垂特性曲線通過(guò)測(cè)量逆變器輸出端口電壓的頻率和電壓幅值控制分布式微源輸出的有功和無(wú)功功率微網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行利用下垂特性曲線通過(guò)測(cè)量逆變器端口輸出的有功和無(wú)功功率控制其端口的頻率和電壓幅值微網(wǎng)孤島運(yùn)行二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)以微網(wǎng)中的某個(gè)分布式電源作為主控制單元以上層中心控制器作為主控制單元二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)對(duì)等控制對(duì)等控制(peer-to-peer分層控制第一層控制：實(shí)現(xiàn)逆變器的有功和無(wú)功下垂控制第二層控制：在微網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)的二次調(diào)頻和調(diào)壓第三層控制：在微網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)逆變器的有功功率和無(wú)功功率控制二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)-典型微電網(wǎng)應(yīng)用三臺(tái)60kW燃?xì)廨啓C(jī)三條饋線，負(fù)荷可分為一般負(fù)荷，可控負(fù)荷和敏感負(fù)荷示范目的CERTS的下垂控制策略分布式電源的并聯(lián)運(yùn)行敏感負(fù)荷的高質(zhì)量供電問(wèn)題二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)-典型微電網(wǎng)應(yīng)用兩臺(tái)位置對(duì)等的直流穩(wěn)壓電源純阻性負(fù)荷示范目的本地下垂控制策略微網(wǎng)的暫態(tài)電壓和頻率調(diào)整并網(wǎng)和孤島之間的無(wú)縫切換二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)-典型微電網(wǎng)應(yīng)用示范目的提高供電可靠性上層調(diào)度管理智能負(fù)荷管理子系統(tǒng)1：三相系統(tǒng)10kW光伏，53kW蓄電池，9kVA柴油機(jī)負(fù)荷為12戶家庭子系統(tǒng)2：?jiǎn)蜗嘞到y(tǒng)2kW光伏，32kW蓄電池用于通訊設(shè)備的供電二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)-典型微電網(wǎng)應(yīng)用335kW光伏，大容量蓄電池提供200幢別墅電力400V，50Hz系統(tǒng)示范目的聯(lián)網(wǎng)和孤島模式的自動(dòng)切換維持孤島運(yùn)行24小時(shí)蓄電池智能充放電管理黑啟動(dòng)能力二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)-典型微電網(wǎng)應(yīng)用4臺(tái)100kW的內(nèi)燃機(jī)250kW的燃料電池100kW的鉛酸蓄電池2組光伏電站，50kW風(fēng)機(jī)示范目的微網(wǎng)的能量管理微網(wǎng)的電能質(zhì)量控制二、微電網(wǎng)的系統(tǒng)控制技術(shù)-典型微電網(wǎng)應(yīng)用130kW屋頂光伏，20kW風(fēng)電50kW儲(chǔ)能典型的風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)架構(gòu)三、航天光伏及微電網(wǎng)研究介紹上海航天汽車機(jī)電股份有限公司（簡(jiǎn)稱：航天機(jī)電）成立于1998年5家以“航天”命名的上市公司，大股東為上海航天局，航天系統(tǒng)持有三、航天光伏及微電網(wǎng)研究介紹集聚航天優(yōu)勢(shì)資源，建成了多晶硅、電池片、組件生產(chǎn)制造和光伏電站系統(tǒng)集成的垂直一體化航天光伏產(chǎn)業(yè)鏈，初步形成上海、內(nèi)蒙、江蘇三個(gè)產(chǎn)業(yè)基地，構(gòu)建了“軍民融合”技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，目前航天光伏已具備了500MW的全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)規(guī)模，成為太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)方案解決者。三、航天光伏及微電網(wǎng)研究介紹三、航天光伏及微電網(wǎng)研究介紹航天光伏產(chǎn)業(yè)鏈之航天光伏產(chǎn)業(yè)鏈之——系統(tǒng)集成及應(yīng)用由上海航天汽車機(jī)電股份有限公司、上海申能新能源投資有限公司、上?？臻g電源研究所合資成立的股份公司，正式注冊(cè)成立于2000年元月，是中國(guó)最早從事光伏相關(guān)業(yè)務(wù)的企業(yè)之一，主要承擔(dān)獨(dú)立和大型并網(wǎng)光伏電站、BIPV獨(dú)立光伏系統(tǒng)工程及相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研制、開(kāi)發(fā)、銷售、施工和服務(wù)。三、航天光伏及微電網(wǎng)研究介紹n上海太陽(yáng)能科技有限公司（牽頭單位）n清華大學(xué)n奧爾堡大學(xué)項(xiàng)目任務(wù)：分布式電源直流集電系統(tǒng)研究；微電網(wǎng)控制系統(tǒng)建模、仿真與設(shè)計(jì)；無(wú)縫切換技術(shù)研究與電能質(zhì)量控制；能源管理平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）；雙向逆變及儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)；三、航天光伏及微電網(wǎng)成果介紹n上海太陽(yáng)能科技有限公司n清華大學(xué)本課題以城市微網(wǎng)技術(shù)為研究對(duì)象，結(jié)合城市建筑區(qū)域式分布的特點(diǎn)以及多能互補(bǔ)的微網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，解決微電網(wǎng)系統(tǒng)在城市的大規(guī)模推廣應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。為微電網(wǎng)系統(tǒng)從應(yīng)用示范階段走向全面推廣階段提供技術(shù)支持。200kW微網(wǎng)工程建設(shè)場(chǎng)地三、航天光伏及微電網(wǎng)成果介紹n上海神舟新能源發(fā)展有限公司n上海太陽(yáng)能科技有限公司通過(guò)中丹一期項(xiàng)目、八院核攀項(xiàng)目成果消化、吸收，建成一座200kW風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)示范工程，配置130kW光伏、20kW風(fēng)力、50kWh的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用了PCC快速開(kāi)關(guān)技術(shù)和能源調(diào)度管理技術(shù)，通過(guò)EMS能源管理系統(tǒng)對(duì)各分布式能源調(diào)度以及各節(jié)點(diǎn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，搭建了一個(gè)穩(wěn)定、高效、優(yōu)質(zhì)電能的微電網(wǎng)供電系統(tǒng)。三、航天光伏及微電網(wǎng)成果介紹n廣東猛獅電源科技股份有限公司n上海太陽(yáng)能科技有限公司依托太陽(yáng)能科技公司在光伏系統(tǒng)集成、BIPV設(shè)計(jì)、微電網(wǎng)控制等方面的綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為廣東猛獅電源科技股份有限公司的新建行政大樓建設(shè)一座微電網(wǎng)示范工程，通過(guò)太陽(yáng)能公司微網(wǎng)核心技術(shù)，保證客戶穩(wěn)定持續(xù)不間斷的供電能力，開(kāi)辟商用微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)例。三、航天光伏及微電網(wǎng)成果介紹n喀什莎車縣圖文信息綜合服務(wù)中心n上海太陽(yáng)能科技有限公司配置了170kW光伏系統(tǒng)、30.72kWh鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)太陽(yáng)能公司自主開(kāi)發(fā)的EMS能源管理系統(tǒng)對(duì)分布式能源的優(yōu)化和調(diào)度，有效保證圖文中心對(duì)