“源网荷储”大工业微网系统解决方案

“源网荷储”大工业微网系统解决方案

助力构建新型电力系统背

景

介

绍目录全球130多个国家提出“碳中和”目标我们力争2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳

中和

”新能源发电装机容量不断攀升分布式电源接入越来越多，电力终端返送压力增大

大工业孤岛电网对于电力负荷平衡的需求光储柴等微网独立供电系统，为无电、弱电地区提供电力供应的同时，优质的电力保障需求越来越迫切100%先

伏风电30%10%%2030

2040

2060全球风电累计装机容量(单位：

GW)600400200201020112012201320142015201620172018■中

国

世

界全球光伏累计装机容量(单位：GW)5004003002001000.2013

2014

2015

201620172018中国

·世界◆

以“风

光”为主的新能源将是全球未来30年回时代背景背景介绍背景介绍回

时代背景口“一带一路”开展大型工业化建设，需要稳定的电力供应，而这些国家电力系统基础设施落后，无

法

支撑规模化大工业生产；口为实现碳达峰、碳中和目标，我国提出构建以新能源为主体的新型电力系统。“源、网、荷、储”构

成独立供电系统，对于支撑新型电力系统、降低电力生产成本、降低碳排放具有重要作用。新能源没有电网支撑

或者是弱连接用电负荷要求供电可靠性新能源的不稳定、存在峰谷差传统机组作为调频/调峰的支撑

工业负荷的灵活性响应储能系统承担快速调节的作用基于“源网荷储”构建的大型区域孤岛电网，发输配用各环节俱全，具备孤网运行特性，可以独立为大工业生产负荷供电。但是因为其内部设

备类型复杂多样，实际运行面临诸多挑战。◆负荷类型(电解、化工、治炼、矿业等负荷类型)◆机组类型(燃气、燃煤等)、单机容量、调节能力◆强联网、孤立运行◆电网电压等级、交流/直流大机小网、复杂大工业负荷生产工艺、用电质量要求高，

电力系统安全稳定裕度低。区域孤岛电网运行面临的关键问题一回

技术背景背景介绍构建高比例的源网荷储独立区域电网供电系统，新能源装机逐步挤压同步电源容量，出力间歇性、波动性及器件脆弱性使得企业微网的安全稳

定问题更加突出、电力电量平衡难度加大。◆电压支撑、转动惯量及调节能力下降难以满足大电网接入要求◆供电可靠性面临严峻挑战◆传统机组频繁调剂，运行工况恶化、影响效率和寿命◆新能源接入与消纳能力受限区域孤岛电网运行面临的关键问题二

技术背景背景介绍继电保护系统强度同步

内电势频率控制电

压

控

制倾

量高比例新能源企业微网控制要求常规电网控制系统特点◆新电源占主导地位，缺乏自同步稳定运行基础，需自行构建；◆高占比新电源既出力不稳定又支撑电网弱需协调电源、储能、负荷共同参与调节控制：◆一次调频和调压过程需干涉，电网波动需快速协调控制来平抑◆快速协调控制与调度系统、稳控系统联动常规电网基于强大调节能力，只需调度及紧急稳控系统实现系统平衡及稳定，不需考虑系统强度、百毫秒到十秒级之间的协调控制，高占比新能源

大型工业区域孤岛电网由于稳定、经济、绿色三者之间相互牵制，常规的

调度控制方案和防御体系无法适应。◆常规电源占主导地位，自同步特性维持电网稳定运行◆常规电源既出力稳定又强力支撑电网，只需简单的协调控制◆一次调频和调压过程无需干涉，电网波动被自动平抑◆调度系统与稳控系统控制解耦，互不干涉常规调控防御体系无法适应回问题和挑战背景介绍解决方案介绍目录第一道防线：继电保护第二道防线：稳控减载第三道防线：失步解列继电保护稳控减载失步解列大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案整体思路为了满足工业园区安全、稳定运行需求，提出“五道防线”原则传统电力系统三道防线区域孤岛电网五道防线大负母线扇温企业微网新能源不同占比阶段，根据问题严重程度，采用不同控制原则和技术措

施，充分发挥各类资源能力，实现稳定经济运行，并能与主电网和谐共生。参与紧急稳定控制，

提升负荷聚合及快

速切除能力源荷互动，与系统可调资源能力有效配合大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案不同时间尺度采用

不同设备，通过外

部连接实现交互多时间尺度控制及协调，装置内

功能融合整体可控，参与

调度控制、紧急稳定控制快速调频调压，紧

急控制以调代切，

参与系统调峰调频整体方案参与调度控制、

紧急稳定控制，

局部紧急电源构网技术支撑系统强度，参与系

统调峰调频控制设备储能新能源负荷中低比例高

比

例◆调度控制层由一体化调度系统主站及各子站稳态协调优化功能组成◆快速协调控制层由快速协调控制主站及各子站快速协调

控制功能组成强联网、孤立运行◆就地控制层由风光储荷各场站执行站的控制终端组成调度控制层稳态优化调度控制快連协调控制层紧急控制+快速控制就地控制层源储荷就地控制机

网协调控制

—

—

采用涵盖调度控制层、快速协调控制层、就地控制层分层分布式架构体系，充分发挥多类型、多对象资源暂稳态全时间尺度响应能力。大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案机网协调控制架构负荷特性分析及可

行性研究技术装备要求

及电网运行指标电网稳定分析

及控制方案大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案孤岛电网规划设计咨询

电网可靠性解决方案

电网运维诊断孤岛电网完善的产品体系电负有平衡子系线主站白动电压控制

子系校主站白动发电控制

子系技主站女有管理子系较主站白动电压控制

子系坡主站电负有平面

子系鼓主站e

定控制

子系较主站白动发电控制

子系坡主站区域电网调度控制平台电平衡女有发电机组0定腔制

子系装主站负商管理

子系装主站动态监测

子系线主站多专业联合训试压出力子站切

女

子站远程故应诊断云平台服务用电女有电负荷平衡系统四

安稳控制系统快速调频解列保护新能源微网热电解耦构网型储能机组FCB谐波治理大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案孤岛电网完善的产品体系

机网协调系统

园区调度系统<

电力仿真大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案孤岛电网完善的产品体系适用行业舰艇船舶水泥建材石油

化

工

钢材冶金综合能

源电解铝电

解负GGCS应用场景1:

风光火储独立供电系统Applicationscenario

1:wind,photovoltaic,thermalandstorageGrid大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案地220风光火储智能集中监控系统

—

综合能源智慧管控系统机网协调控制系统应用场景企业门户综合能源利用综合能源智慧

数据交互

管控系统安全的个

数据发布数据交互全景数据中心风光火储智能集

中监控系统综合能源管理与增值服务系统电力市场辅助服务

支持系统通辽智慧能

源服务平台数据存储务数据分析瓢务

数题日类清去电就量计量与结其偿信息战管理设备在线状

态监视配售电综合管

理平合综合能酒营销系统用户用能特征分析智能辅助决策空电站集中篮控电源侧光伏电站储能电站工业负荷负荷侧大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案机网协调控制系统应用场景应用场景2:高比例新能源孤岛电网场景Application

Scenario2:High

proportion

new

energy

Grid厂用负荷光热电站柴发机组民用负荷大型工业区域孤岛电网稳控系统解决方案机网协调控制系统应用场景应p围

扬a景o}:s全ce新能而源3申网e场

e景

energy

Gid外电网+光伏+储能+柴发+光热机组◆即可并网运行、也可以单独组网运行；◆灵活的短路电流贡献◆离并网之间自如无缝切换；◆提高电网电能质量，如谐波，不平衡等；◆能够实现100%新能源并网；◆受控电压源(等效为同步发电机内电动势);◆内置功率同步控制(等效为同步发电机转子运动方程);◆可自然并瞬间实现等效电气惯量和系统阻尼；构网型储能系统基本特征构网支撑型储能系统序号功能/能力常规储能构网型储能1电网定向PLL锁相有功-频率控制无功-电压控制2惯量支撑无是(灵活)3振荡阻尼无是(灵活)4无功电压支撑是是(灵活)5短路电流支撑无是(灵活)6有功频率支撑电流环给定转子运动方程7电压环无等效受控电压源8电流环是(A

GCI

AVC)是(自动)Fnerg)EnergStoraTurbineSynchronousAC

VoltagControllersControlE-气EnergyConverso9Fregpenc)DC

ACEnerg)Storag

verterCoatrollersControl

Control◆构网型储能系统是解决新能源100%并网，构建新型电力系统的核心装备和必由路径；构型型储能系统适用于极弱电网、孤岛电网、微

电

网等需要主动支撑的电力系统应用场景构网型储能与常规储能对比构网支撑型储能系统08000-DCFrequenc)

ControlEnerg)SourceRoCoFControConversionGeneratorControl工程项目介绍目录工程项目介绍工程项目介绍69MW

光伏电站(13MW/13MWh

储

能

)

,

3

0

0MW

风电(60MW/120MWh

储能)离网型区域电网，火电装机3090MW,

下游为硅铁、电石、多晶硅、PVC

等负荷矿热炉群规模最大孤网—内蒙古棋盘井The

largest

isolated

Grid

of

submerged

arc

furnace

Qi

Pan

Jin工程项目介绍孤岛电网总装67000MW,

下游为镍铁、铬铁、轧钢等大工业负荷55MW/55MWh+60MW/60MWh+60MW/60MWh

构网型储能，孤网规模全球第一全球最大孤网一青山钢铁印尼园区Theworld's

largest

IsolatedGrid-QingShanSteel工程项目介绍西藏扎布耶综合能源调度与控制系统首个高海拔新能源孤网一西藏