浙江南麂岛微网系统说明

2 电力系统2.1 电力系统现状浙江省海岛数量居全国之首，全省拥有3061个岛屿，约占中国海岛总数的40%，海岛旅游产品正由观光型向观光度假型提升，但海岛旅游资源的开发受电力、饮用水紧缺和交通困难的制约。海岛电力紧缺而风、光、海洋能资源十分丰富，开发风、光、海洋能资源以解决岛上电力不足，具有明显的实际意义。近年来，浙江省及沿海市县各级政府对海洋经济开发、海岛资源利用、海岛居民生活条件的提高日益重视。南麂列岛是联合国教科文组织世界生物圈保护区和国家级海洋自然保护区，位于浙江省东南部海面，隶属平阳县，整个列岛由大小52个（面积大于500平方米）岛屿组成，海岸线总长75km，距鳌江镇55.56km，距温州市92.6km，距台湾基隆259.28km，东面稻挑山为我国领海基线点。南麂列岛陆域面积11.13km2，其中本岛7.64 km2，周围多岛礁，最高点大山海拔229.1m。南麂列岛地处台湾暖流与江浙沿岸流交汇和交替消涨的海区，属亚热带海洋季风气候，夏凉冬暖，年平均气温16.5。南麂列岛长期受海浪和潮汐的侵蚀和冲击，基岩裸露，且多呈陡崖峭壁。南麂岛为主岛，位于列岛中央，其地理坐标为2727N，12105E，西至大陆最近点45km。该岛呈东南-西北走向，全长约5.3km，东西最宽处3.3km，最窄处仅150m，有大沙岙、火炬岙、马祖岙和国姓岙4个海湾，分置于东南和西北两个方向，以致南麂岛形似奔麂状而得名。1990年9月经国务院批准列为我国首批五个国家级海洋类型自然保护区之一，1998年12月又成为我国目前惟一纳入联合国教科文组织世界生物圈保护区网络的海洋类型自然保护区。南麂列岛（全镇）下辖11个行政村，常住人口2256人，主要居住在本岛南麂岛上，其主要经济来源为渔业和旅游业。旅游旺季为每年5月到10月，7、8两月游客较多，需采取必要的限制措施将游客数量控制在每天2000以下；其余月份为旅游淡季，冬季在岛居住居民数量较少，只有几百人左右。南麂岛还驻有海军一个连队，建有雷达观测站。南麂岛有较好的风能、太阳能和海洋能等可再生能源，作为有丰富海洋资源的浙江省，更应开发和利用海洋资源，建设生态海岛，环保海岛，促进海洋经济发展，提高海岛居民的生活品质。目前，南麂电网属于自发电10kV独立小电网，岛屿离陆地距离较远，至今没有与大网并网，供电主要依靠岛上柴油发电站发电。柴油发电站目前有4台国产柴油发电机组，其中，2 台200kW 机组在2006年5月安装投运，2 台300kW机组在2009年9月安装投运，拥有10kV变压器2台（1#主变500kAV，2#主变500kAV），低压开关柜5个，电容器补偿柜2 个，同期并车柜5个。据了解，在南麂岛上，除了自发电10kV独立小电网，还有平阳县南麂水产品加工冷冻厂自发自用柴油发电机，装机容量为150kW。南麂岛供电及线路由平阳县供电局南麂供电所管辖。岛内共有10kV线路1条，线路分为南麂631线和南麂632线，长度分别为8.561km（供电局线路8.381km，用户专线0.180km）、3.794km（供电局线路3.704km，用户专线0.090km），线路总长12.355km。其中，631线路绝缘线路长度为0.180km，最大截面规格为KLYJ10-35；裸体线路长度8.381km，最大截面规格为LGJX-50；线路最大供电半径3.9km；632线路绝缘线路长度为0.090km；裸体线路长度3.704km，最大截面规格为LGJX-50；线路最大供电半径2.9km。境内柱上公用配电变压器共有17 台，总容量为980kVA，分别为：司令部变压器1-6（450kVA、80kVA、100kVA），沙滩变1-3（50kVA、80kVA、100kVA），门屿尾变（30kVA）、码头变（80kVA）、后隆变（80kVA）、国姓岱变（30kVA）、门边变（20kVA）、火焜变（50kVA）、三盘尾变（50kVA）和三脚辽变（30kVA）。用户专用配电变压器有5 台，总容量为260kVA，分别为：电信专用变（50kVA）、柳成专用变（100kVA）、海军山专用变（50kVA）、邮电专用变（30kVA）和海事专用变（30kVA）。2010年南麂岛电网地理接线图详见图2.1。图2.1 2010年南麂岛电网地理接线图2.2 负荷预测根据平阳县供电局提供的南麂岛2009年1月2010年9月实测数据统计分析，除7、8月份之外，南麂岛负荷大多时间均在200千瓦以下，负荷较小，且负荷相对稳定。7、8月份负荷功率较大，尤其是8月份，在采取严格限电措施的情况下，负荷在300400千瓦之间，如不采取限电措施，负荷将会进一步升高。 另外，根据统计数据分析，南麂岛每天最大功率出现的时刻集中在1621时，其中最大功率时刻出现在17时与20时的频率较大。夏季最大负荷功率出现时刻比较稳定，集中在20时左右，秋冬春三季最大负荷功率出现时刻总体比夏季提前，其中，秋冬两季最大负荷时刻主要集中在17时左右，春季最大负荷时刻主要集中在17时或20时。因此，南麂岛最大功率出现时刻反映了该岛主要是以居民捕鱼归来时的生活用电和旅游宾馆负荷为主，最大功率出现时刻相对稳定。“十二五”期间，南麂岛将着重发展海岛生态旅游业，将对旅游配套设施进行建设，如宾馆扩建工程、排挡一条街以及科教馆等项目，发展集生态旅游、休闲度假、科普教育等于一体的生态综合旅游区。南麂岛旅游产业等的持续发展，势必带动用电增长。现有负荷状况是基于考虑南麂岛在夏季旅游高峰期间进行有序限电的结果，因此，在对电力需求进行预测前，需要对现有负荷进行还原。现有用电情况下最高负荷出现在2010年8月份，最大值为444kW。经调查，目前南麂岛有宾馆14家，总共1500张床位(包括私人渔家乐)，居民用电用户700余户，现对不采取限电措施的情况进行初步还原估算。宾馆以700间房间计算，宾馆限电负荷以空调负载为主，每间房间以1kW功率计算，则房间空调负荷约合700kW，在此基础上乘以同时率系数0.8，若不采取限电措施，则宾馆的空调负荷最大约560kW，加上冷冻厂负荷150kW，可以得出，目前情况不采取限电时，最大总用电负荷约：444+560+150=1154kW。南麂岛目前规划较为确定的工程项目分述如下：1）宾馆扩建工程，南麂山庄一期扩建300张床位，二期300张床位，一期计划两年内完工；海洋宾馆扩建100张床位。2）科教馆项目，将原学校改造成科普教育功能的科教馆。3）排挡一条街，扩建原有排挡规模，可容纳1500人就餐。4）新码头游客集散中心工程。5）供水工程，此工程待启动。6）电动汽车充换电设施，300组电池。7）储能系统。上述工程项目是未来负荷的主要增长点，宾馆扩建一期总共400张床位，约200间房间，最大负荷约160kW，计入二期扩建，总最大负荷约280kW。一期工程以两年计，二期工程以五年计，宾馆扩建新增负荷是南麂岛主要的负荷增长点。居民用电方面，以700户居民计算，平均每户增加负荷1kW，在此基础上乘以同时率系数0.8，居民用电增加负荷约560kW，此计算结果是最终可能的新增负荷，居民用电负荷增长是一个随时间增长的过程，在此以每年20%增长率计算。电动汽车充换电设施具备300组电池的充电能力，电池考虑采用80V、60AH的电池组，因此，在考虑同时率0.8的情况下，电动汽车充换电设施的充电需求约为576千瓦，充电时间约为34小时。同时，储能系统规模考虑为1000千瓦，充放电时间约为3小时。考虑到充换电设施和储能系统对减小负荷负荷峰谷差的作用，充换电设施和储能系统的充电一般考虑安排在谷荷时进行，因此，负荷预测暂不考虑充换电设施和储能系统。“十二五”期间，南麂岛电力需求见表2.2。表2.2 南麂岛负荷预测表单位： 千瓦201020112012201320142015南麂岛1154134615381690184219942.3 电力平衡2.3.1 电源建设情况一、目前已有电源截止到目前，南麂岛已有柴油发电机组1000千瓦（2200千瓦+2300千瓦），2台200千瓦机组在2006年5月安装投运，2台300千瓦机组在2009年9月安装投运。另外，岛上南麂水产品加工冷冻厂自发用柴油发电机组装机容量为150千瓦。二、规划新建项目根据项目计划，2012年12月南麂岛离网型风光柴储综合系统工程投入试运行，考虑新增风电装机1200千瓦（12100千瓦）、太阳能装机500千瓦、储能系统1000千瓦（放电时）。另外，南麂岛新建柴油发电厂工程新增柴油发电组1000千瓦（2500千瓦），考虑与南麂岛离网型风光柴储综合系统工程同步投产。三、机组关停情况由于现有柴油发电机组在旅游高峰季节时经常超负荷运行，设备老化严重，检修频繁，多次出现柴油机曲轴损坏乃至整台机组报废的情况。同时，设备的超负荷运行加剧了配件的磨损，随之油耗上升，发电成本增加。另外，老发电厂离村民生活区较近，噪音对村民的生活有不同程度的影响。因此，考虑在规划新建的柴油发电机组投产后，关停岛上原有的1000千瓦柴油发电机组。2.3.2 电力平衡对南麂岛电网进行电力平衡时，电源装机包括前述已有、规划新建的电源项目。柴油发电厂厂用电按8%考虑。当本工程投产后，岛上负荷首先考虑由新能源发电设备供电，在出现缺口时考虑柴油发电机投入运行。南麂岛秋冬两季风力状况良好，春夏两季平均风速有明显下降，但风力状况仍然处于较好水平，十分适宜发展风力发电。根据统计数据分析，南麂岛13月以及812月风力状况良好，均大于7m/s，因此报告考虑风力发电主要在13月和812月。南麂岛地处亚热带海域，光照充足，每年太阳辐射量为10501400kWh/(m2a)，相当于年平均日太阳辐射照度为120160W/m2。根据统计数据分析，南麂岛410月太阳辐射状况良好，占全年太阳辐射量的71%，尤其是7、8两个月份太阳辐射强度较高。综合上述分析，南麂岛每年7、8月20时负荷水平较高，根据新能源发电特性，本工程投产后在柴油机组停发的情况下，报告考虑以下几种情况进行电力平衡：情况1：最大负荷情况下，各种新能源发电设备均满发；情况2：最大负荷情况下，太阳能、风电满发；情况3：8月某日20时负荷为全年最大负荷，风电满发，储能系统作为电源释放电能；情况4：7月某日负荷为全年最大负荷，太阳能发电满发，风电停发，储能系统作为电源释放电能；情况5：7月某日20时负荷为全年最大负荷，太阳能停发，风电停发，储能系统作为电源释放电能；情况6：7月某日20时负荷为全年最大负荷，新能源发电设备均停发，柴油机组满发。南麂岛电力平衡如表2.3.2-16所示。表2.3.2-1 情况1南麂岛电网电力平衡表 单位：千瓦201020112012201320142015负荷水平115413461538169018421994新增装机容量（公用）000370000退役机组容量000100000新能源装机容量000270027002700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组装机容量100010001000100010001000新能源机组出力000270027002700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组出力920920920000电力盈亏-234-426-6181010858706表2.3.2-2 情况2南麂岛电网电力平衡表 单位：千瓦201020112012201320142015负荷水平115413461538169018421994新增装机容量（公用）000370000退役机组容量000100000新能源装机容量000270027002700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组装机容量100010001000100010001000新能源机组出力000170017001700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000000柴油机组出力920920920000电力盈亏-234-426-61810-142-294表2.3.2-3 情况3南麂岛电网电力平衡表 单位：千瓦201020112012201320142015负荷水平115413461538169018421994新增装机容量（公用）000370000退役机组容量000100000新能源装机容量000270027002700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组装机容量100010001000100010001000新能源机组出力000220022002200其中：风电000120012001200太阳能000000储能系统000100010001000柴油机组出力920920920000电力盈亏-234-426-618510358206表2.3.2-4 情况4南麂岛电网电力平衡表 单位：千瓦201020112012201320142015负荷水平115413461538169018421994新增装机容量（公用）000370000退役机组容量000100000新能源装机容量000270027002700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组装机容量100010001000100010001000新能源机组出力000150015001500其中：风电000000太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组出力920920920000电力盈亏-234-426-618-190-342-494表2.3.2-5 情况5南麂岛电网电力平衡表 单位：千瓦201020112012201320142015负荷水平115413461538169018421994新增装机容量（公用）000370000退役机组容量000100000新能源装机容量000270027002700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组装机容量100010001000100010001000新能源机组出力000100010001000其中：风电000000太阳能000000储能系统000100010001000柴油机组出力920920920000电力盈亏-234-426-618-690-842-994表2.3.2-6 情况6南麂岛电网电力平衡表 单位：千瓦201020112012201320142015负荷水平115413461538169018421994新增装机容量（公用）000370000退役机组容量000100000新能源装机容量000270027002700其中：风电000120012001200太阳能000500500500储能系统000100010001000柴油机组装机容量100010001000100010001000新能源机组出力000000其中：风电000000太阳能000000储能系统000000柴油机组出力920920920920920920电力盈亏-234-426-618-770-922-1074根据电力平衡可知：2013年，在风力发电和太阳能发电满发的情况下，电力基本平衡；在风力发电或太阳能发电停发的情况下，可通过柴油发电机组和储能系统填补电力缺口，其中储能系统考虑在谷荷时通过多余的风电或太阳能发电进行充电。2015年，仅在风力发电和太阳能发电满发的情况下，约有294千瓦的电力缺口；在新能源发电设备均停发的情况下，约有1074千瓦的电力缺口。因此，考虑通过柴油发电机组或储能系统填补电力缺口，其中储能系统考虑在谷荷时通过多余的风电或太阳能发电进行充电。2.4 工程建设必要性1. 适应南麂列岛负荷发展的需要南麂列岛为联合国教科文组织世界生物圈保护区和国家级海洋自然保护区，目前，海岛旅游正由观光型向观光度假型提升。南麂岛居民目前完全由电力公司的柴油发电机系统提供用电，在旅游旺季用电缺口较大，无论是岛上居民还是宾馆均需采取限电措施，尤其是在夏季7、8月份，负荷功率较大，用电十分紧张，严重制约岛内旅游业的发展。如今，南麂岛将加大力度发展旅游休闲产业，随着度假村和宾馆等旅游设施的不断完善，用电负荷将会持续快速增长，现有发电设施已完全不能满足发展的需求，电源缺口呈增大趋势，因此，建设风光柴储综合系统工程来适应该区域经济的发展已成为当务之急。本项目的建设，可以缓解柴油发电系统的供电压力，较好的适应南麂岛负荷的发展。2. 建设和谐生态环保海岛的需要由于南麂岛是国家自然保护区，要特别强调环境治理和生态保护。现阶段，柴油是岛内主要污染源之一，这与岛内环境保护的理念相违背。柴油发电机组发电时产生巨大的噪音和包括柴油燃烧产生的环境污染，违背了生态发电、绿色发电的理念，对于居民生活和海岛的生态环境均不利，且柴油发电成本将随着未来油价上涨而提高。综合系统工程建立后，以可再生能源为主要形式，可以大大减少柴油发电机的开机时间，减轻噪音和环境污染。在冬季等用电淡季时，柴油机组甚至可以不开，而是依靠风、光、海洋能