布式光伏与充电站在主动配电网中的应用研究科林电气.pptx

分布式光伏与充电桩在主动配电网中的应用研究 石家庄科林电气股份有限公司 目录 一 主动配电网的特征与目标二 分布式光伏大规模接入监管三 电动汽车充电桩监控与运营 主动配电网的特征与目标 第一部分 配电自动化面临的问题 问题1 供电可靠性需不断提高 问题2 不断提高电能利用效率 问题3 不断提高电网资产利用率 配电自动化面临的问题 问题4 大规模分布式电源接入 问题5 大量电动汽车充电站 桩接入 国际大电网会议CIGREC6 11对主动配电网定义 通过使用灵活的网络拓扑结构来管理潮流 以便对分布式发电 储能和柔性负荷进行主动控制和主动管理的配电系统 主动配电网 AND 简单通俗来讲 主动配电网是一个内部具有分布式电源 具有主动控制和运行能力的配电网 分布式电源 分布式发电 分布式储能 电动汽车充换电设施和需求侧响应资源 即可控负荷 冷 热 电 三联供机组和微网是其中重要的可控资源 与传统被动配电网区别 主动配电网的6个主动 主动规划 强调主动对区域内的分布式可再生能源发电能力进行主动评估 掌握区域内分布式可再生能源发电资源 主动规划设计接入点 对配电网进行必要的 前瞻性的改造 主动控制 传统被动控制是出现问题 解决问题 区分预见性 没有全局优化概念 主动控制预先分析目标偏离的可能性 通过提前感知 系统控制 达到统筹优化的目的 主动管理 对区域内所有发电资源有功功率和无功电压进行主动管理 利用配电网中 恒阻抗 恒电流 负荷 实现柔性负荷控制 主动服务 为客户提供定制电力服务 根据客户需要提供满足其需求的 可以选择的高品质电能服务 为客户积极参与需求侧响应 改善能效提供技术支撑平台 主动响应 家用电器等可调负荷对移峰填谷 改善电网负荷特性 提高电网资产利用率意义重大 迫切需要广大电力用户的主动响应 主动参与 鼓励 激励分布式可再生能源发电厂商通过安装先进的电力电子控制设备和储能装置 主动改善机组的控制能力 使分布式电源与电网实现主动友好互动 提高电网对可再生能源发电的容纳能力 主动配电网的主要特征 监控范围更广 问题5 主动配电网的主要特征 分析决策更智能 主动配电网的主要特征 服务更优质 问题5 通过整合配电网的可控资源 实现主动规划 主动感知 主动控制 管理和服务 延缓配电网投资 提升整个配电网的运行效率 经济性 可靠性和环境效益 主动配电网的目标 分布式光伏大规模接入监控 第二部分 随着煤炭 石油等传统化石能源日益枯竭 能源危机将席卷全球 并且环境污染也日趋严重 雾霾天气 持续高温等恶劣环境问题也不断影响着人们健康 所以新能源的开发迫在眉睫 国家鼓励各类电力用户按照 自发自用 余量上网 电网调节 的方式建设分布式光伏发电系统 国家电网 关于分布式光伏发电并网相关意见和规定的通知 国家电网 关于做好分布式电源并网服务工作的意见 国务院 关于促进光伏产业健康发展的若干意见 发改委 关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知 能源局 关于下达2014年光伏发电年度新增建设规模的通知 财政部 关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知 财政部 关于对分布式光伏发电自发自用电量免征政府性基金有关问题的通知 国家财政补贴0 42元 度 地方财政也有补贴 用电企业 居民 合同能源管理企业都有积极性 部分关于分布式光伏发电政策 2014年新增装机容量1400万千瓦2015年新增装机容量1500万千瓦2016年达到总装机容量5000万千瓦2020规划达到10000万千瓦 100GW 国家能源局数据 1 分布式光伏发电项目多是用电企业 居民自发自用或合同能源管理企业实施 监控运维成本高 难度大 制约分布式光伏发展 企业屋顶项目 对用电企业来说系统复杂 成本高 缺专业人员 对合同能源管理企业来说 单点收益低 不值得安排运维人员 运维不到位 造成发电效率低 如发电系统运行异常 主网停电时不能转离网模式 分布式光伏大规模上网面临的问题 居民屋顶项目 用户缺乏专业知识 且农村屋顶多为老年用户 运维不到位 易产生安全事故 如误操作引发非计划孤岛运行 分布式光伏大规模上网面临的问题 2 大规模余电上网缺乏有效调配措施 对电网具有一定的冲击性 需要统一调配监管 河北省有5万自然村 假如平均每村有20户安装分布式光伏发电项目 每户装机容量为6kW 总装机容量600万kW 分布式光伏大规模上网面临的问题 如大规模分布式光伏没有功率预测 不可调控 所有逆变器跟踪最大光功率按功率因数为1满发 会对配电网产生接入安全问题 如10kV线路重合后或上级变电站备自投动作后 所有逆变器从防孤岛状态退出 基本同时自动启动 同时并网 线路负载过低时 太阳辐射波动引起过电压问题 逆变器谐波及间谐波电流引起配电变压器及线缆的损耗 发热及噪声问题 互联网 分布式光伏发电监控运维系统 1 光伏逆变器 汇流及并网设备 2 光伏发电信息采集终端 并网点保护测控装置及接入站多功能DTU 3 分布式光伏发电监控运维云中心 系统组成 逆变器产品系列 问题1 逆变器产品系列 问题1 有功 无功连续可调 并网 离网模式可切换 RS485 以太网 WiFi多种通讯接口 电压 频率 防孤岛保护 单相 三相逆变器十余款 接入站多功能DTU 问题1 并网点电压 电流 电量监测送出线及升压变保护测控并网点频率电压异常紧急控制并网点电能质量分析监测电能量信息采集处理 接入站多功能DTU 问题1 汇流箱及逆变器状态监测 电源备自投 环境与地理信息采集 并网 离网转换 反孤岛逻辑闭锁 AGC AVC等微电网控制 通讯及信息安全防护 问题1 并网点保护测控装置 问题1 用于并网点远离接入站的情况频率电压异常紧急控制并网点的电能质量监测并网点电压电流电量采集升压变 逆变器及汇流箱测控自组光纤环网 问题1 分布式光伏发电信息采集 控制终端 问题1 采集并网点 分界点运行信息转发中心下发的调控命令并网 离网转换 反孤岛逻辑闭锁通过WIFI或3G接入监控运维中心 自描述 即插即用 信息加密 采集逆变器 电能表 环境监测仪等运行数据信息 监控运维中心 问题1 问题1 关键技术 问题1 基于负载均衡的采集服务器群 保证海量光伏发电采集器的可靠接入 基于分布式数据库集群技术 实现海量数据存储 基于身份认证 密钥模式实现信息接入 保证数据的安全性 大数据挖掘与智能分析 智能发电功率预测 智能运维服务 做光伏发电的好管家 2 雪 雾霾 沙尘暴天气后 贴心提醒用户及时清扫太阳能板 以免影响发电效率 1 基于实时 历史数据及告警信息 结合天气因素 全方位对比分析发现电站故障隐患 及时推送通知消息 智能运维服务 做光伏发电的好管家 4 与周边电站发电效率进行对比分析 判断电站是否存在发电效率低下问题 及时帮助用户提高发电量 避免损失 3 提交维修申请后 迅速下发维修单 电站周边一大波专业工程师抢单为您服务 智能运维服务 做光伏发电的好管家 大数据分析 光伏发电的决策专家 调控功能 问题1 区域性分布式光功率预测 按地理区域的分层式AGC AVC 远程后备防孤岛保护 集群可控有序软启动 电动汽车充电桩监控与运营 第五部分 燃油汽车对环境造成的污染是巨大的 尤其是当前雾霾肆虐 汽车排放首当其冲成为罪魁祸首 针对汽车排放的污染 国家已经制定了新能源汽车发展的相关政策 加大电动汽车补贴力度 相关政策 问题1 国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见 国办发 2014 35号 国务院办公厅关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见 国办发 2015 73号 住房城乡建设部关于加强城市电动汽车充电设置规划建设工作的通知 建规 2015 199号 财政部 科技部 工业和信息化部 发展改革委 国家能源局等五部委联合发布 关于 十三五 新能源汽车充电基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知 财建 2016 7号 全国各地充电基础建设现状 问题1 北京 到2015年12月底 北京新能源汽车的充电桩约2 1万个 领跑 全国充电设施建设水平 上海 至2015年11月底 上海目前已有25家国有和民营企业累计建成各类充电桩16055个 其中公用和专用充电设施5168个 同时建成售后服务网点131个 深圳 至2015年12月底 深圳现有快速充电站81座 其中公交充电站74座 社会充电站7座 慢速充电桩近3000个 全国各地充电基础建设现状 问题1 成都 粗略统计 截止2015年底 建立充电站不少于20座 换电站不少于20座 充电桩不少于3000个 武汉 至2015年11月初 全省试点建设大中型电动汽车充电站16座 交流充电桩300个 南京 2014 2015年 全市共建设新能源充电桩3800余个 石家庄 截止2015年底 建立大型标准模块化充 换 电站83座 充电桩5455个 高速发展的充电设施建设对配电网影响 问题1 大量电动汽车的无序充电 造成线路峰谷差近一步拉大 三相不平衡等问题 增加配网备用容量 降低配电设备的利用率 加大网损 电动汽车蓄电池属于非线性负荷 当充电桩出现异常会对电网造成谐波污染 并且接入的充电桩越多发生谐波污染的几率也越大 从而引起线路或变压器附加损耗增加和发热 造成电网中局部的电感 电容发生谐振 使谐波进一步放大 高速发展的充电设施建设对配电网影响 问题1 电动汽车负荷接入点距离电源节点越远 该节点电压越容易受到充电负荷的影响 随着小区充电设施的快速建设 私家电动汽车的使用率越来越高 小区供电处于整个电网网络支路的末端 大量电动汽车充电无序接入 尤其是夜间8点 11点 会对整个区域产生很大的电压波动 智能充电桩及其运营管理云平台 问题1 智能交流充电桩 问题1 具有预约充电模式 选择低谷时间充电 减小电网峰谷差 多重安全保障 过压 过流 欠压 雷击 漏电等保障电网安全 智能交流充电桩 问题1 灵活的通讯方式 CAN RS485 WIFI 3G 4G 以太网 实时监测电动汽车充电负荷 输出功率可调 支持16A 32A 63A电流输出 根据电网负荷进行调整 问题1 智能交流充电桩系统框图 智能直流充电桩 问题1 设有完善的保护功能 交流过 欠压保护 输出过 欠保护 输出限流 过流保护 过温保护 绝缘监测等 保证充电桩正常充电 保障电网安全 智能直流充电桩 问题1 具有与主站后台的远程通讯能力 实现输出功率的智能调节 根据电网负荷调整输出功率 问题1 智能直流充电桩系统框图 问题1 智能直流充电桩主控原理框图 监控管理云平台 问题1 云计算架构的数据中心 采集服务器 WEB服务器集群模式 实现充电桩监控数据 用户服务数据的海量接入 分析 存储 管理 电网友好型功能 问题1 1 采用合理的电价引导充电模式 错开白天用电高峰 利用夜间低谷的低电价为电动汽车充电 对电力系统起到削峰填谷的作用 有利于负荷的平衡 2 区域充电大数