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智能微电网技术综述与应用前景

作者:易发棋牌最新网站 发布时间:2020-08-10 00:39 点击数:

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  智能微电网技术综述与应用前景 苟勇 珠海兴业绿色建筑科技有限公司摘要:随着新能源的开发 利用和智能电网技术的发展,出现了新形式的电网结构 --智能 微电网,它是未来电网发展的主流方向。微电网技术是一门综 合学科技术的结合,涉及到电力电子技术、自动化控制技术、 通讯技术、计算机技术及光伏、风力发电新能源技术等领域, 微网系统分为电源系统、储能系统、多种可再生能源组网系 统、能量管理系统、继电保护系统、通讯系统六大部分。 关键词:智能微电网(MicroSmartGrid);可再生能源发 电;双向逆变器;光伏发电;多级分层组网;微网能量管理系统 ( EMS ) 前沿: 智能微电网就是将可再生能源发电技术(光伏发电、风力发 电、生物质能、潮汐能等)、能量管理系统(EMS)和输、配电基 础设施高度集成而形成的新型电网,它具有提高能源效率、提高 供电的安全性和可靠性、减少电网的电能损耗、减小对环境的影 响、实现与用户间的互动和为用户提供增值服务等多个优点。 一、智能微电网关键技术 1.微电网能量管理系统 能量管理系统是整个微电网的核心部分,对整个微电网稳 定,可靠,经济运行提供保障。是针对智能微型电网开发的,它 有别于传统的能量管理系统,完全可以使微型电网实现自治运 行,无人值守。它的数据处理流程为: 完善的智能电网必须有自学习功能,在微电网建立初期可以 输入当地气象参数进行初步学习。并在微电网运行的过程中,不 断修正自身运行参数,并记录可再生能源发电情况,逐步建立自 己的专家系统。在微电网运行一段时间后,能正确预测可再生能 源的发电情况,做到能量平稳调度。 发电量预测:根据天气预报和专家系统里的历史数据预测未 来几小时或者几天时间内的发电量的情况。负载预测:根据每天 不同时段,不同季节,用户负载用电量的规律和历史数据预测下 一时段的负载情况。 蓄电池荷电预测:根据蓄电池当前的工作状态及监控数据 以及发电量和负载 用电情况的预测来估算蓄电池的荷电情况。 2.继电保护系统分布式发电作为一种新兴的、高效环保的发 电技术,近年来获得了迅速发展。然而,大量分布式发电的并网 运行将深刻影响配电网络的结构及配电网中短路电流大小及分 布,由此给配电网的运行、控制以及继电保护工作带来多方面的 影响。微电网智能继电保护主要是以远动技术、信息技术和计算 机技术为基础的微机型继电保护装置,能实现不误动、不拒动、 能快速反映故障,在自身整定的范围内以最短的时限将故障和异 常从系统中切除或隔离,保证最大限度地向无故障部分继续供 电。 智能继电保护具备强大的控制和通讯功能,通过设立主站 和多子站的分布式保护方式,通过四遥设备实现遥测、遥信、 遥调、遥控功能,大大提高了智能微 电网系统的供电可靠性和安全性。 3 通讯系统 智能电网遵循通讯标准 IEC61850 和 CDT 规约 ,根据实 际情况采用一种或几种不同的通信方式,在广域网络可以使用 Ethernet、GPRS、电力线载波等多种通信方式,局域网络可以 使用 CAN、HPI、串口等多种通信方式。 4.储能系统智能微电网包含大量新能源发电单元,新能源发 电的特点是能量变化大,光伏发电还是风能发电都具不可控性, 容易造成电网的不稳定,因此智能微电网必须有储能环节。蓄电 池组按照就近原则安装在新能源发电设备附近,抑制新能源发电 量变化对微电网正常运行的影响。 蓄电池组全部选用优质的贮能蓄电池,确保蓄电池能长期可 靠工作 , 同时配备蓄电池监控系统,实时监测每个蓄电池状态。 蓄电池监控系统能够根据监测数据自动分析蓄电池状态,及时发 现异常的蓄电池并报警 , 提前采取相应措施 , 保证微电网正常运 行。 5.监控系统监控系统可采集直流侧电压、电流,交流侧各相 电压、电流,光伏并网系统的每日发电量、总发电量等,气象数 据由专门的采集系统采集辐照度、风向、风速、环境温度、组件 温度等相关数据。 一套完整的光伏智能微电网系统,必须有完善的监控显示系 统,实时对整个系统运行进行监控,同时记录与显示光伏系统运 行参数与故障记录。监控显示系统不仅给光伏系统管理人员随时 监控掌握系统运行情况;同时让社会公众了解贵公司在新能源太 阳能发电方面的应用情况,提升企业节能环保的档次;而且对支 持新能源光伏事业及环境保护起到积极示范作用,产生良好的社 会效益。 二、微电网应用场合 1.海岛:远离大电网,靠柴油发电机提供电力,成本高、污 染严重、故障率高,微电网可以为海岛提供清洁经济的能源。 2.无电地区:为山区无电地区提供了电力供应的一种解决方 案 3.重要负荷:微电网储能系统的存在具有 UPS 的功能。可 以为重要负荷提供不间断电力供应,具有高可靠性的特点。 4.智能楼宇系统:智能楼宇能源系统作为负载侧能量管理系 统,从单纯的消费体转变成能源系统的参与者。能自行管理和控 制楼宇电能生成、储存和使用的智能化楼宇管理系统已经成为了 智能电网的一部分。大大提高了能源利用效率。三、微网发展财 政支持及政策十二五规划基本思路中第一点明确提到科学发展, 其中重点又提到了“资源消耗”和“污染排放”,强调要提高资 源利用率,减少污染排放。国家能源局新能源和可再生能源司明 确:十二五期间,中国将在太阳能、风能占优势的地区建设微电 网示范区 30 个,更大比例地运用新能源发电。 金太阳政策支持范围中也包括:利用智能电网和微电网技术 建设的用户侧光伏发电项目。光电建筑政策:示范项目应优先考 虑采用用户侧并网方式,实现自发自用。具备条件地区应加快推 广微电网共网技术示范,完善相关技术标准和管理制度,提高光 伏发电对现有电网条件的适应能力。四、微电网发展趋势和上网 电价 微电网技术作为国际电力系统一个前沿研究领域,以其灵 活、环保、高可靠性的特点被欧盟、日本和美国能源部门大力发 展,今后必将在我国得到广泛的应用。 从经济角度考虑要得到大规模的应用,就必须要达到平价上 网,能够给用户带来经济效益。现在的火力发电侧上网电价为 0.34 元/度。而负荷侧工业用电高峰电价是 1.4 元/度,平段电 价也高于 0.6 元/度。而微电网建立在负荷侧,基本上用户自发 自用。因此,微电网的电力价格只要低于 0.6 元/度,甚至低于 1.4 元/度就有广阔的市场应用,大型的光伏电站电力价格要下 降到 0.34 元/度时才具有竞争力,所以,微电网能够早于大型 光伏电站而实现平价上网。结束语: 作为大电网的有益补充与分布式发电系统的有效利用形式, 微电网已成为电力领域的一个新热点。可预见,未来的电力系统 将会是集中式与分布式供电有机结合的供能系统,这种混合系统 可以节省投资、降低能耗、提高能效、提高电力系统可靠性、灵 活性和供电质量,必将成为 21 世纪电力工业的重要发展方向。 参考文献: [1]徐金雄.张双平.王帅微型电网关键技术及研究应用概况 [期刊论文]-电气开关 2010(3) [2] 鲁宗相,王彩霞,闵勇,等.微电网研究综述[J].电力 系统自动 化,2007,31(19):100-107 [3]赵波,,童杭伟,等.从分布式发电到微网的研究 综述[J]. 浙江电力,2010,29(3):1.5. [4]王成山,.分布式发电、微网与智能配电网的发展 与挑战[J].电力系统自动化,2010,34(2):10-14. [5]盛鹍,孔力,齐智平等,新型电网_ 微电网研究综述 [J],继电器, 2007,35(12),pp75-81


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