并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模分析

2018-01-29 15:42:03 智見(jiàn)能源　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

微電網(wǎng)作為未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向，在提高能源供應(yīng)效率，降低損耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技術(shù)等方面具有重要作用。近年來(lái)緊跟分布...

微電網(wǎng)作為未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向，在提高能源供應(yīng)效率，降低損耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技術(shù)等方面具有重要作用。近年來(lái)緊跟分布式能源發(fā)展步伐，一直致力于微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)，現(xiàn)通過(guò)《微網(wǎng)工程設(shè)計(jì)解析》系列報(bào)道，以某大樓并網(wǎng)型微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)案例，跟大家一起分享我們?cè)谖⒕W(wǎng)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)。

一、邊界條件

(1)微電網(wǎng)并網(wǎng)不上網(wǎng)運(yùn)行方式;

(2)全年任何時(shí)候微電網(wǎng)運(yùn)行無(wú)棄風(fēng)棄光現(xiàn)象;

(3)在保證微電網(wǎng)安全運(yùn)行的情況下，以最小的投資最優(yōu)的運(yùn)行策略獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

二、負(fù)荷分析

該工程記錄了某大樓配電房?jī)?nèi)的10kV電能表上的相關(guān)電量數(shù)據(jù)，以及3月~11月的電費(fèi)單，3~11月份平均每月用電量如下：

圖1 智方大樓3月~11月10kV線路用電量數(shù)據(jù)

本工程的微電網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)連接采取并網(wǎng)不上網(wǎng)的運(yùn)行方式，即光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能所發(fā)電量均為負(fù)荷所消耗，考慮微電網(wǎng)分布式電源應(yīng)盡可能少的棄風(fēng)、棄光。因此，在設(shè)計(jì)微電網(wǎng)各系統(tǒng)的規(guī)模時(shí)，需要按負(fù)荷最低情況考慮。根據(jù)上圖，5月份的電量最低，故采用5月份數(shù)據(jù)用于分布式電源規(guī)模計(jì)算。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)月工作日負(fù)荷曲線

圖3 標(biāo)準(zhǔn)月非工作日負(fù)荷曲線

根據(jù)上面兩圖，標(biāo)準(zhǔn)月工作日最低負(fù)荷13.83kW，最高負(fù)荷25.31kW，全天用電量481.03kWh;非工作日最低負(fù)荷11.28kW，最高負(fù)荷17.04kW，全天用電量356.63kWh。白天(9：00~15：00)最低負(fù)荷15.04kW，最高負(fù)荷24.51kW。定義標(biāo)準(zhǔn)月有工作日21天，非工作日10天，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)月用電量為13668kWh。

三、分布式能源優(yōu)化配置

該工程根據(jù)目前分布式能源接入電網(wǎng)的相關(guān)政策，選定并網(wǎng)不上網(wǎng)的模式。工程將以最小模式對(duì)各種能源形式進(jìn)行優(yōu)化配置，即負(fù)荷最小時(shí)分析光伏、風(fēng)機(jī)及儲(chǔ)能的規(guī)模。

(1) 分布式光伏優(yōu)化配置

光伏所發(fā)電量全部為負(fù)荷所消耗，為了充分利用光伏所發(fā)電量，光伏發(fā)電功率不能超過(guò)負(fù)荷功率。因此，應(yīng)取負(fù)荷功率最小，光伏發(fā)電功率最大時(shí)分析光伏裝機(jī)規(guī)模?？紤]到用戶(hù)負(fù)荷的變化，光伏最大發(fā)電功率取負(fù)荷功率的50%左右。

本工程的標(biāo)準(zhǔn)月負(fù)荷曲線為最小負(fù)荷曲線，符合分析光伏建設(shè)規(guī)模的條件。同時(shí)，5月份月平均太陽(yáng)輻射數(shù)值最大。因此，使用5月份太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。取5月份中每小時(shí)最大太陽(yáng)輻射數(shù)值作最大輻射曲線，取光伏裝機(jī)規(guī)模12.1kW，做光伏發(fā)電曲線，見(jiàn)圖4中光伏發(fā)電功率曲線。

此時(shí)，光伏發(fā)電功率占負(fù)荷功率最大比例為56%，滿(mǎn)足光伏發(fā)電功率不能超過(guò)負(fù)荷功率的條件。

圖4 光伏發(fā)電曲線與負(fù)荷曲線對(duì)比

綜上，分布式光伏裝機(jī)規(guī)模按12.1kW考慮。

分布式風(fēng)電優(yōu)化配置

由于該大樓位于上海市區(qū)，周?chē)卸鄺澊髽?，風(fēng)能資源條件一般，同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電度電成本較高，難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

但是，配置風(fēng)機(jī)有利于豐富微電網(wǎng)概念，有利于對(duì)微電網(wǎng)的研究，有利于對(duì)風(fēng)力發(fā)電特性的研究，有利于多能互補(bǔ)的特性研究。因此，本工程選擇風(fēng)機(jī)裝機(jī)規(guī)模為3kW，起示范和研究作用。

(2)儲(chǔ)能優(yōu)化配置

為了獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要應(yīng)用模式為用戶(hù)分時(shí)電價(jià)管理，利用峰谷電價(jià)差在不同的時(shí)段進(jìn)行充放電?？紤]在非夏季的情況下，以非工作日負(fù)荷曲線為標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)能系統(tǒng)在谷時(shí)段進(jìn)行充電，在峰時(shí)段進(jìn)行放電。因本工程配置風(fēng)力發(fā)電，裝機(jī)規(guī)模為3kW，在儲(chǔ)能的優(yōu)化配置計(jì)算過(guò)程中，以負(fù)荷大于光儲(chǔ)發(fā)電出力之和3kW為限制條件。光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)接入后的系統(tǒng)側(cè)供電曲線見(jiàn)圖5。

儲(chǔ)能系統(tǒng)最大充放電功率13.20kW，每日充放電量為53.37kWh。考慮到鉛碳電池的60%的放電深度，儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量取90kWh。

考慮到節(jié)假日期間，大樓負(fù)荷較低，儲(chǔ)能系統(tǒng)每年循環(huán)次數(shù)取336次。

圖5 儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)整后的負(fù)荷曲線

綜上所述，本項(xiàng)目微電網(wǎng)中光伏子系統(tǒng)規(guī)模為12.1kW，風(fēng)機(jī)3kW，儲(chǔ)能30kW/90kWh。

原標(biāo)題:微網(wǎng)工程設(shè)計(jì)解析（一）：并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模分析

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