分布式能源智能微网技术与发展报告_.pdf

分布式能源智能微网分布式能源智能微网分布式能源智能微网分布式能源智能微网 技术与发展报告技术与发展报告技术与发展报告技术与发展报告 2012 2012 年年年年 6 6 月月月月 能源局微网工作组能源局微网工作组能源局微网工作组能源局微网工作组 1、微网概念与分类 2、微网关键技术 3、独立型微网系统 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 1、微网概念与分类 2、微网关键技术 3、独立型微网系统 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 汇报提纲汇报提纲汇报提纲汇报提纲 1、微网概念与分类1、微网概念与分类 2、微网关键技术 3、独立型微网系统 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 2、微网关键技术 3、独立型微网系统 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 汇报提纲汇报提纲汇报提纲汇报提纲 利用各种分散存在的能源进行发电的系统:利用各种分散存在的能源进行发电的系统: ?用逆变器接口：用逆变器接口： pv，燃气轮机，蓄电池，飞轮，超级电容 等； ?无逆变器接口：无逆变器接口： 小风机，柴油发电机，小水电机组等。 海洋能海洋能 其他其他 太阳能太阳能 天然气天然气 风能风能 生物质能生物质能 分布式 能源 分布式 能源 1.1 1.1 分布式发电系统分布式发电系统分布式发电系统分布式发电系统 优点：优点： ? 可利用丰富的清洁和可再生能源。可利用丰富的清洁和可再生能源。 缺点：缺点： ? 一些可再生能源具有间歇性和随机性。一些可再生能源具有间歇性和随机性。 分布式发电特性：分布式发电特性： ? 不可调度（可再生能源）不可调度（可再生能源） ? 功率波动（电源间歇性）功率波动（电源间歇性） ? 需要备用（不提供备用）需要备用（不提供备用） ?电压调节电压调节 ?保护协调保护协调 ?能量优化能量优化 微网：是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关 负荷和监控、保护装置汇集而成的小型供能系统，是一个能 够实现自我控制、保护和管理的自治系统。 微网：微网：是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关 负荷和监控、保护装置汇集而成的小型供能系统，是一个能负荷和监控、保护装置汇集而成的小型供能系统，是一个能 够实现自我控制、保护和管理的自治系统。够实现自我控制、保护和管理的自治系统。 1.2 1.2 微网概念微网概念微网概念微网概念 具有并网和独立两种运行模式。具有并网和独立两种运行模式。在并网工作模式下，一般与中、低压 配电网并网运行，互为支撑，实现能量的双向交换。在外部电网故障情况 下，可转为独立运行模式，继续为微网内重要负荷供电，提高重要负荷的 供电可靠性。通过采取先进的控制策略和控制手段，可保证微网高电能质 量 高电能质 量供电，也可以实现两种运行模式的无缝切换无缝切换。 不和常规电网相连接不和常规电网相连接，利用自身的分布式能源满足微网内负荷的需求 。当网内存在可再生分布式能源时，常常需要配置储能系统以保持电源与 负荷间的功率平衡，并充分利用可再生能源。这类微网更加适合在海岛、 边远地区等地为用户供电。 这类微网更加适合在海岛、 边远地区等地为用户供电。 1.3 1.3 微网分类微网分类微网分类微网分类 1、微网概念与分类1、微网概念与分类 2、微网关键技术2、微网关键技术 3、独立型微网系统 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 3、独立型微网系统 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 汇报提纲汇报提纲汇报提纲汇报提纲 关键技术1：关键技术1：微网规划设计微网规划设计 关键技术2：关键技术2：微网保护与控制微网保护与控制 关键技术3：关键技术3：运行优化与能量管理运行优化与能量管理 关键技术4：关键技术4：微网仿真与实验系统微网仿真与实验系统 关键技术5：关键技术5：微网关键装备微网关键装备 2.1 2.1 微网关键技术微网关键技术微网关键技术微网关键技术 关键技术关键技术关键技术关键技术1 1：微网规划设计微网规划设计微网规划设计微网规划设计( ( ( (问题提出问题提出问题提出问题提出) ) ) ) 1、微网工程的建设需要充分的技术和经济分析。相对于传统电网，微网建设运行更 为复杂，需要考虑风/光/气、冷/热/电等不同形式能源的合理配置与科学调度，这使 得微网规划设计的不确定性和复杂度不确定性和复杂度都大大增加。 2、微网面临着dg成本高、技术经验不足、标准缺乏、行政政策缺乏以及市场障碍等 一系列挑战，只有合理确定微网结构及容量配置，才能保证微网以较低的成本取得 最大的效益 较低的成本取得 最大的效益，进而达到示范、推广的目的。 3、联网型微网与独立型微网在优化目标上有时存在一定差异： ? 并网型并网型 增大微网收益； ? 独立型独立型 保证供电可靠性的前提下降低供电成本。 为了更好的指导微网工程项目建设，必须综合考虑技术、经济、环保等 多个方面，合理规划微网，实现效益最大化的目标。 为了更好的指导微网工程项目建设，必须综合考虑技术、经济、环保等 多个方面，合理规划微网，实现效益最大化的目标。 为了更好的指导微网工程项目建设，必须综合考虑技术、经济、环保等 多个方面，合理规划微网，实现效益最大化的目标。 为了更好的指导微网工程项目建设，必须综合考虑技术、经济、环保等 多个方面，合理规划微网，实现效益最大化的目标。 规划软件规划软件适用范围适用范围开发单位开发单位 der-cam 尤其适合含冷/热/电联供系统的微网容量优化。只考虑 并网运行，无法体现微网孤岛运行对可靠性提高的作用 美国伯克利实 验室 美国伯克利实 验室 homer 能够对多种可再生能源、发电技术进行建模仿真，能够 对并网型和独立型微网系统进行建模仿真 美国nrel美国nrel h2res h2res模型适合提高海岛、偏远山区等独立型系统或与电 网连接比较脆弱的并网型系统的可再生能源渗透率及利 用率 克罗地亚萨格 勒布大学 克罗地亚萨格 勒布大学 hybrid2 能够对风/光/柴/蓄混合发电系统进行技术、经济分析， 可用于并网、孤岛混合发电系统的工程级仿真 美国nrel美国nrel ? 具有较强的微网建模、仿真、分析能力，但不具备微网 规划优化功能 佐治亚理工学 院 佐治亚理工学 院 关键技术关键技术关键技术关键技术1 1：微网规划设计（常用软件）微网规划设计（常用软件）微网规划设计（常用软件）微网规划设计（常用软件） ? 冷/热/电负荷需要综合考虑 ? 可再生能源间歇性与随机性 ? 分布式能源的多样性 ? 配电系统变为电力交换系统 ?分布式电源容量配置 ?微网结构优化 ?微网接入位置优化 ?配电系统综合优化 关键技术关键技术关键技术关键技术1 1：微网规划设计（方法与挑战）微网规划设计（方法与挑战）微网规划设计（方法与挑战）微网规划设计（方法与挑战） 微网的规划设计方法及工具大多还处于探索阶段。微网的规划设计方法及工具大多还处于探索阶段。 微网的规划设计方法及工具大多还处于探索阶段。微网的规划设计方法及工具大多还处于探索阶段。 ? 控制必须保证各状态间的平滑过渡平滑过渡； ? 必须保证微网并网与独立运行状态的电能质量要求电能质量要求； ? 保护需考虑分布式电源的暂态响应特殊性； ? 微网保护与配网保护相协调 dg dg dg dg 关键技术关键技术关键技术关键技术2 2：微网保护与控制微网保护与控制微网保护与控制微网保护与控制 考虑内容：考虑内容： 微网并网运行时外部电网故障 、微网内部故障；微网独立运 行时微网内部故障 微网并网运行时外部电网故障 、微网内部故障；微网独立运 行时微网内部故障 方案研究：方案研究： 系统级保护和单元级保护系统级保护和单元级保护 底层分布式电源控制策略：底层分布式电源控制策略： vf控制，pq控制，droop控制vf控制，pq控制，droop控制 上层控制模式：上层控制模式： 主从控制，对等控制，分层 多代理控制 主从控制，对等控制，分层 多代理控制 研究关注：研究关注： 在传统配网保护受影响最小情 况下，应对微网系统的接入。 在传统配网保护受影响最小情 况下，应对微网系统的接入。 ?保护方面保护方面?控制方面控制方面 关键技术关键技术关键技术关键技术2 2：微网保护与控制（研究现状）微网保护与控制（研究现状）微网保护与控制（研究现状）微网保护与控制（研究现状） ? 多分布式电源的协调控制多分布式电源的协调控制 ? 功率波动下的稳定性控制功率波动下的稳定性控制 ? 模式切换下的稳定性控制模式切换下的稳定性控制 ? 微网内外的电能质量控制微网内外的电能质量控制 ? 分布式电源使故障定位困难分布式电源使故障定位困难 ? 孤岛检测技术成为研究热点孤岛检测技术成为研究热点 ? 遵循微网保护的系统性原则遵循微网保护的系统性原则 关键技术关键技术关键技术关键技术2 2：微网保护与控制（方法与挑战）微网保护与控制（方法与挑战）微网保护与控制（方法与挑战）微网保护与控制（方法与挑战） 微网保护与控制一体化解决方案微网保护与控制一体化解决方案 微网保护与控制一体化解决方案微网保护与控制一体化解决方案 问题提出问题提出 能量的不确定性和时 变性强，决定了微网 系统的能量管理与分 布式电源优化调度方 法与大电网的优化调 度将会有很大不同。 能量的不确定性和时 变性强，决定了微网 系统的能量管理与分 布式电源优化调度方 法与大电网的优化调 度将会有很大不同。 微网优化运行 与能量管理 微网优化运行 与能量管理 集中调度 分散控制 集中调度 分散控制 关键技术关键技术关键技术关键技术3 3：微网运行优化与能量管理微网运行优化与能量管理微网运行优化与能量管理微网运行优化与能量管理 集中调度集中调度 ? 以经济性为目标微网运行优化 模型； ? 以环境效应为目标微网运行优 化模型 ? 考虑多目标情形优化模型 分散控制分散控制 ? 目标函数约束条件与集中调度时 类似； ? 通过代理之间的通讯和协调完成 系统的优化目标 ? 需建立不同元件的代理模型 供电可靠率 考虑包括负荷预测、发电预测、市场信息、设备故障等 不确定性因素对微网优化结果影响。 考虑包括负荷预测、发电预测、市场信息、设备故障等 不确定性因素对微网优化结果影响。 关键技术关键技术关键技术关键技术3 3：运行优化与能量管理（研究现状）运行优化与能量管理（研究现状）运行优化与能量管理（研究现状）运行优化与能量管理（研究现状） 问题与挑战问题与挑战 微网能量管理系统：微网能量管理系统： ?通用性强，灵活、方便微网能量管 理系统。 通用性强，灵活、方便微网能量管 理系统。 挑战：挑战： ?将微网对用户、电力部门及社会 的效益全面量化并最大化 将微网对用户、电力部门及社会 的效益全面量化并最大化 分布式电源和负荷功率预测技术：分布式电源和负荷功率预测技术： ?间歇式能源短、中期输出预测；间歇式能源短、中期输出预测； ?冷、热、电多类型负荷预测；冷、热、电多类型负荷预测； ?功率型和能量型储能装置荷电状态 （soc）估算 功率型和能量型储能装置荷电状态 （soc）估算 微网能量管理方法：微网能量管理方法： ?含多种分布式电源、融合辅助服务与 需求侧响应的能量优化管理方法； 含多种分布式电源、融合辅助服务与 需求侧响应的能量优化管理方法； ?多种类型储能装置（电储能和冷热储 能等）的运行调度策略 多种类型储能装置（电储能和冷热储 能等）的运行调度策略 关键技术关键技术关键技术关键技术3 3：运行优化与能量管理（问题与挑战）运行优化与能量管理（问题与挑战）运行优化与能量管理（问题与挑战）运行优化与能量管理（问题与挑战） ? 数字仿真所需投入较少 ? 可实现对原型系统快速仿真 ? 不受硬件条件限制 ? 可实现不同规模微网的仿真 ? 仿真结果可重复 ? 参数易调整 ? 可模拟各种极端工作条件 ? 为仿真模型与参数提供验证 实验平台 ? 发现微网实际运行中真实存 在的问题，为更深入的研究 创造条件 ? 微网的运行、控制、保护、 能量管理及相关技术理论的 实现载体 关键技术关键技术关键技术关键技术4 4：微网仿真与实验系统微网仿真与实验系统微网仿真与实验系统微网仿真与实验系统 数字仿真 实验系统 数字仿真 实验系统 ?捕捉快动态过程,mhz-50hz ?较小步长，us级 ?暂态过电压、谐波分析 ?短路电流详细计算 ?软件包括emtp，emtp-rv 、pscad、microtran ?捕捉慢动态过程，50hz ?较大步长，ms级 ?控制策略验证 ?稳定性分析等 ?软件包括pss/e，bpa， digsilent 关键技术关键技术关键技术关键技术4 4：微网仿真与实验系统（研究现状）微网仿真与实验系统（研究现状）微网仿真与实验系统（研究现状）微网仿真与实验系统（研究现状） 数字仿真领域数字仿真领域 欧盟欧盟 美国美国 wisconsin大学实验室微网 certs微网示范平台 nrel微网实验室 detl微网测试中心 duit ge微网示范平台 中国中国 日本日本 archi微网、kyoto微网 hachinohe微网 akagi微网示范工程 sendai微网示范工程 shimizu微网示范工程 tokyo gas微网 实验室微网： ntua，demotec，cesi，armines， umist，labein 微网示范工程： kythnos，continuon，edp，mvv， bornholm 天津大学微网实验室 合肥工业大学微网实验室 杭州电子科技大学微网实验室 佛山燃机微网示范项目 浙江电科院微网实验室 关键技术关键技术关键技术关键技术4 4：微网仿真与实验系统（研究现状）微网仿真与实验系统（研究现状）微网仿真与实验系统（研究现状）微网仿真与实验系统（研究现状） ?建模方面：建模方面： ?时间尺度范围跨度较大时间尺度范围跨度较大 ?程序应具有灵活方便的 用户自定义建模能力 程序应具有灵活方便的 用户自定义建模能力。 ?仿真算法方面仿真算法方面 ?多速率仿真算法多速率仿真算法 ?电磁电磁-机电混合仿真机电混合仿真 ?数字数字-物理混合仿真方法物理混合仿真方法 微网数字仿真微网实验系统微网数字仿真微网实验系统 ?电源和负荷类型多样电源和负荷类型多样 ?分布式能源的多样性、 间歇性和不可预见性； 分布式能源的多样性、 间歇性和不可预见性； ?不同电能质量负荷；不同电能质量负荷； ?灵活的结构和运行模式灵活的结构和运行模式 ?继电保护需求继电保护需求 ?微网综合自动化系统微网综合自动化系统 关键技术关键技术关键技术关键技术4 4：微网仿真与实验系统（方法与挑战）微网仿真与实验系统（方法与挑战）微网仿真与实验系统（方法与挑战）微网仿真与实验系统（方法与挑战） 风力发电机组风力发电机组 并网光伏系统并网光伏系统 储能系统储能系统 冷热电联供系统冷热电联供系统 燃料电池系统燃料电池系统 微网中心控制器（或微网能量管理系统）微网中心控制器（或微网能量管理系统）微网中心控制器（或微网能量管理系统）微网中心控制器（或微网能量管理系统） 配电网管理调度系统配电网管理调度系统配电网管理调度系统 分 层 控 制 结 构 配电网管理调度系统 分 层 控 制 结 构 上层 中间层 下层 上层 中间层 下层 静态开关静态开关 无功补偿装置无功补偿装置 电能质量装置电能质量装置 继电保护装置继电保护装置 各类传感器各类传感器 各类通信设备各类通信设备 关键技术关键技术关键技术关键技术5 5： 微网关键装备微网关键装备微网关键装备微网关键装备 辅助设备二次设备辅助设备二次设备发电设备发电设备 1、微网概念与分类 2、微网关键技术 1、微网概念与分类 2、微网关键技术 3、独立型微网系统3、独立型微网系统 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望 汇报提纲汇报提纲汇报提纲汇报提纲 ? 示范系统：示范系统：十几kw数十mw十几kw数十mw 丹麦伯恩霍姆岛、希腊基斯诺斯岛、浙江东福山岛、青海玉树、广东东澳岛等 ? 网络：网络：没有大电网连接，电压等级不高，结构薄弱没有大电网连接，电压等级不高，结构薄弱 ? 电源：电源：能源能源“因地制宜因地制宜”，可再生发电渗透率较高，可再生发电渗透率较高 ? 负荷：负荷：生产、生活用电为主，波动大，峰谷差、季节差大生产、生活用电为主，波动大，峰谷差、季节差大 ? 供电质量：供电质量：电能质量要求不高，可以短时间停电电能质量要求不高，可以短时间停电 ? 典型特征典型特征 3.1 3.1 独立微网典型特征独立微网典型特征独立微网典型特征独立微网典型特征 ? 三种组网模式三种组网模式 长期、可靠的孤网供电长期、可靠的孤网供电长期、可靠的孤网供电长期、可靠的孤网供电 ? 技术挑战技术挑战 稳定性稳定性稳定性稳定性 安全性安全性安全性安全性 稳定组网稳定组网稳定组网稳定组网 基本问题基本问题 ?同步发电机组网：同步发电机组网：燃油发电机、燃气发电机、小型水电机组等燃油发电机、燃气发电机、小型水电机组等 ?储能逆变器组网：储能逆变器组网：储能+电压源逆变器，或含储能的光伏电站储能+电压源逆变器，或含储能的光伏电站 ?交替组网方案交替组网方案 3.2 3.2 独立微网的组网模式独立微网的组网模式独立微网的组网模式独立微网的组网模式 ? 系统特点系统特点 ?同步发电机作为组网单元（调频、调峰） ?re发电系统作为并网单元（频率、电压跟随） ?储能按实际需求配置，例如改善电能质量、特定时间供电 同步发电机组网模式同步发电机组网模式 ? 技术水平技术水平 ? 同步发电机组网技术成熟同步发电机组网技术成熟 ? 不可控单元不可控单元接入水平受限（常规并 网光伏、风电） ? 可控制单元可控制单元不受限（可调度光伏、 风电、储能） ? 能量管理、负荷管理等正在研发 3.3 3.3 同步发电机组网模式同步发电机组网模式同步发电机组网模式同步发电机组网模式 系统特点和技术水平系统特点和技术水平系统特点和技术水平系统特点和技术水平 ?燃油、燃气发电机及小水电初投资成本低初投资成本低（数十数百元/kw） ?燃油、燃气发电运行成本高发电运行成本高（我国南方海岛 2元/kwh，青藏 4元/kwh），并且燃料价格仍会持续上涨 ?小水电发电成本不高，需解决枯水期供电不足或停运问题 ?组网同步发电机必须长期运行，存在弃光、弃风的效益损失 3.3 3.3 同步发电机组网模式同步发电机组网模式同步发电机组网模式同步发电机组网模式 经济性经济性经济性经济性 应当充分利用光伏、风电等较成熟的可再生发电技术，减少 燃料用量，降低发电成本。 应当充分利用光伏、风电等较成熟的可再生发电技术，减少 燃料用量，降低发电成本。 应当充分利用光伏、风电等较成熟的可再生发电技术，减少 燃料用量，降低发电成本。 应当充分利用光伏、风电等较成熟的可再生发电技术，减少 燃料用量，降低发电成本。 ?储能逆变器作为组网单元（调频、调峰） ?其他发电单元作为并网单元（频率、电压跟随） ?储能量满足数小时到数天负荷需求 方案1：储能+电压源逆变器 组网模式 方案2：光伏+储能+电压源逆变器 组网模式 方案1：储能+电压源逆变器 组网模式 方案2：光伏+储能+电压源逆变器 组网模式 3.4 3.4 储能逆变器组网模式储能逆变器组网模式储能逆变器组网模式储能逆变器组网模式 系统特点系统特点系统特点系统特点 ? 技术水平技术水平 ?可并联的电压源逆变器是组网核心设备，国外做到了多台 逆变器并联运行，我国也实现了若干台250kva逆变器并联； ?我国已研制出150kw光伏-储能充电控制器（方案2） ?微网能量管理系统还不成熟； ? ?经济性经济性 ?光伏、风电初投资成本较高初投资成本较高（数千元/kw） ?蓄电池储能要考虑更换周期及成本：铅酸、铁锂、钠硫、液流 ?抽水蓄能要考虑上下游水库建设成本、抽水蓄能效率等 3.4 3.4 储能逆变器组网模式储能逆变器组网模式储能逆变器组网模式储能逆变器组网模式 技术水平和经济性技术水平和经济性技术水平和经济性技术水平和经济性 ? 风/光/柴/蓄：风/光/柴/蓄：充分利用风能和太阳能资源 ? 风/光/柴/生物质/蓄：风/光/柴/生物质/蓄：利用渔业副产品、垃圾等生物质发电 ? 风/光/气/生物质/蓄：风/光/气/生物质/蓄：利用天然气替代柴油机组，降低发电成本 ? 海岛地区：海岛地区： ? 水/光/柴/蓄：水/光/柴/蓄：边远地区原有小水电与光伏的综合利用 ? 风/光/柴/蓄：风/光/柴/蓄：风能、光伏以及其他可再生发电的综合利用 ? 光/柴/蓄：光/柴/蓄：无电地区独立光伏电站升级改造，适应将来电网接入 ? 边远地区：边远地区： 3.5 3.5 系统组成与配置原则系统组成与配置原则系统组成与配置原则系统组成与配置原则 典型组成典型组成典型组成典型组成 ?因地制宜选择供电模式因地制宜选择供电模式 ?在可再生资源丰富地区，优先发展可再生发电 ?在水资源丰富地区，水电组网或交替组网，可考虑抽水蓄 能 ?燃油燃气发电机组网时，燃料供应要充足，高海拔地区慎 重 ?满足长期独立运行要求满足长期独立运行要求 ?满足年总电量需求，并考虑季节差异、昼夜差异、峰谷差 异 ?组网单元具有在微网故障下独立供电和故障后黑启动的能 3.5 3.5 系统组成与配置原则系统组成与配置原则系统组成与配置原则系统组成与配置原则 配置原则配置原则配置原则配置原则 ?根据实际需要配置储能根据实际需要配置储能 ? 在同步机组网模式中，储能不是必需，可用于平抑短时 功率波动、改善电能质量，配置数秒数十分钟的储能 ? 在储能逆变器组网模式中，储能应满足特定时间的供电 功率和电量需求，供电时间可达数小时甚至数天 ?维持发电成本适当较低维持发电成本适当较低 3.5 3.5 系统组成与配置原则系统组成与配置原则系统组成与配置原则系统组成与配置原则 配置原则配置原则配置原则配置原则 ? 沿海有人居住岛屿、边远农牧区等电网难以延伸到达、与大电 网仅有弱连接、或者已建有孤立电网。 沿海有人居住岛屿、边远农牧区等电网难以延伸到达、与大电 网仅有弱连接、或者已建有孤立电网。 ? 用电负荷相对比较集中，如有较高比例电动机、电力电子设备 等特殊负荷，需制定有针对性的系统方案。 用电负荷相对比较集中，如有较高比例电动机、电力电子设备 等特殊负荷，需制定有针对性的系统方案。 ? 在可再生资源丰富地区，优先发展可再生发电或多能互补发电 ，满足不同时间、不同季节的供电需求。 在可再生资源丰富地区，优先发展可再生发电或多能互补发电 ，满足不同时间、不同季节的供电需求。 ? 在小水电、光伏电站、柴油发电机等供电的孤立电网地区，充 分利用已有电力设施，优先发展多能互补发电。 在小水电、光伏电站、柴油发电机等供电的孤立电网地区，充 分利用已有电力设施，优先发展多能互补发电。 ? 在燃油或燃气充足地区，可考虑燃油发电或燃气发电方式。在燃油或燃气充足地区，可考虑燃油发电或燃气发电方式。 3.6 3.6 系统适用性分析系统适用性分析系统适用性分析系统适用性分析 ? 组网模式：组网模式：同步发电机组网+可控制型光伏电站 ? 微网组成：微网组成：12mw水电机组，2mwp光伏电站+15.2mwh储能 ? 可控制型光伏电站：可控制型光伏电站：含3种系统 ? 可调度系统、双模式系统、自同步电压源系统 ? 储能配置原则：储能配置原则：用于晚高峰时期4小时供电 玉树水/光互补微网系统结构玉树水/光互补微网系统结构2mw光伏电站2mw光伏电站 200kva自同步电 压源逆变器 200kva自同步电 压源逆变器 3.7 3.7 典型案例典型案例典型案例典型案例 青海玉树青海玉树青海玉树青海玉树 ?组网模式：组网模式：同步发电机组网+储能逆变器交替组网 ?微网组成：微网组成：总容量560kw ? 250kw柴发+210kw风电+100kw光伏 ? 蓄电池组980kwh ?控制策略：控制策略：白天柴发组网，蓄电池恒功率充电；夜间蓄电 池组网，风电并网，柴发冷备用。 3.7 3.7 典型案例典型案例典型案例典型案例 浙江东福山岛浙江东福山岛浙江东福山岛浙江东福山岛 1、微网概念与分类 2、微网关键技术 3、独立型微网系统 1、微网概念与分类 2、微网关键技术 3、独立型微网系统 4、联网型微网系统4、联网型微网系统 5、面临挑战与前景展望5、面临挑战与前景展望 汇报提纲汇报提纲汇报提纲汇报提纲 联网型微网的技术特点:联网型微网的技术特点: ? 孤网模式下可持续稳定运行孤网模式下可持续稳定运行 ? 联网模式下并网点功率可控联网模式下并网点功率可控 ? 能运行在两种模式：联网模式和孤网模式能运行在两种模式：联网模式和孤网模式 ? 两种运行模式能实现无缝切换两种运行模式能实现无缝切换 4.1 4.1 联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状 技术特点技术特点技术特点技术特点 目前，欧盟、北美、日本等国家和地区从理论层面、技术层 面、实验平台和示范工程建设等方面对微网开展了研究，取 得了一定的成果： 目前，欧盟、北美、日本等国家和地区从理论层面、技术层 面、实验平台和示范工程建设等方面对微网开展了研究，取 得了一定的成果： ? 研究核心：研究核心：可靠性、可接入性、灵活 性； ? 研究机构：研究机构：第5、6、7框架计划中资助 了多个科研项目，参与方包括高校、制 造商、电力公司； ? 技术特点：技术特点：允许微网作为电网中分布式 电源的一部分向大电网供电。 ? 典型案例：典型案例：丹麦bornholm项目。 4.1 4.1 联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状 国外现状国外现状国外现状国外现状 ? 研究核心：研究核心：满足多种电能质量的要求、提 高供电的可靠性、降低成本和实现智能 化； ? 技术特点：技术特点：各分布式电源具有即插即用能 力，微网通过单点接入公共电网； ? 典型案例：典型案例：夏威夷拉奈岛微网示范系统。 ? 研究核心：研究核心：能源供给多样化、减少污染、 提供多重电能质量和可靠性； ? 技术特点：技术特点：通过微网的内部控制平抑可 再生能源输出波动；更加侧重储能和控 制的研究； ? 典型案例：典型案例：群马县太田市高密度高渗透 率太阳能应用实证系统。 4.1 4.1 联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状 国外现状国外现状国外现状国外现状 1、相比发达国家起步较晚，目前已取得阶段性研究成果。1、相比发达国家起步较晚，目前已取得阶段性研究成果。如：天津大学、合 肥工业大学、中科院电工所、中国电科院等，并建设了微网实验平台，依托 实验平台开展并验证微网的关键技术研究。 如：天津大学、合 肥工业大学、中科院电工所、中国电科院等，并建设了微网实验平台，依托 实验平台开展并验证微网的关键技术研究。 2、国家电网公司也推出了一批微网技术示范工程。2、国家电网公司也推出了一批微网技术示范工程。如浙江省电力试验研究院 微网实验系统、河南郑州财专光储微网试点工程、北京左安门微网试点工程、 天津中新生态城智能营业厅微网试点工程、内蒙古呼伦贝尔盟陈巴尔虎旗赫尔 洪德移民村微网工程等。 如浙江省电力试验研究院 微网实验系统、河南郑州财专光储微网试点工程、北京左安门微网试点工程、 天津中新生态城智能营业厅微网试点工程、内蒙古呼伦贝尔盟陈巴尔虎旗赫尔 洪德移民村微网工程等。 3、国内联网型微网的功能相比起国外还较为简单，在技术层面上还有较大的 发展空间，需要为下一步在国内推广微网示范工程提供关键设备和技术保障。 3、国内联网型微网的功能相比起国外还较为简单，在技术层面上还有较大的 发展空间，需要为下一步在国内推广微网示范工程提供关键设备和技术保障。 4.1 4.1 联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状联网型微网发展现状 国内现状国内现状国内现状国内现状 由风电、光伏等可再生能源和储能装置组成的以可再生能源为主 的微网；由燃气轮机冷热电联产、柴油机等组成的多能互补微网。 由风电、光伏等可再生能源和储能装置组成的以可再生能源为主 的微网；由燃气轮机冷热电联产、柴油机等组成的多能互补微网。 ? 结合当地资源条件、气象条件和能耗特点，确定分布式电 源类型及安装容量； 结合当地资源条件、气象条件和能耗特点，确定分布式电 源类型及安装容量； ? 在明确微网联网运行方式（如：定交