分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

2017-10-25 15:29:15 新材料產(chǎn)業(yè) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

微電網(wǎng)作為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式光伏利用的重要途徑，規(guī)劃建設(shè)分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)，可降低用能系統(tǒng)對(duì)大電網(wǎng)的依賴?？傮w來(lái)說(shuō)，發(fā)展分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)的意義主要有以下4個(gè)方面：第一，平滑光伏發(fā)電的輸出功率波動(dòng)。由于光

微電網(wǎng)作為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式光伏利用的重要途徑，規(guī)劃建設(shè)分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)，可降低用能系統(tǒng)對(duì)大電網(wǎng)的依賴。總體來(lái)說(shuō)，發(fā)展分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)的意義主要有以下4個(gè)方面：

第一，平滑光伏發(fā)電的輸出功率波動(dòng)。由于光伏發(fā)電具有很強(qiáng)的間歇性、波動(dòng)性和不確定性，接入電網(wǎng)時(shí)會(huì)帶來(lái)很大的沖擊。通過(guò)配置適量的儲(chǔ)能裝置，可使得光伏發(fā)電對(duì)整個(gè)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有功率可控性與可調(diào)度性，有效提高光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的穿透率。

第二，降低電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差值，提高電網(wǎng)設(shè)施利用率。現(xiàn)有電力系統(tǒng)如果配置了足夠大容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠大規(guī)模地儲(chǔ)存電能，即在負(fù)荷低谷時(shí)段內(nèi)將電能儲(chǔ)存起來(lái)，并在負(fù)荷高峰時(shí)段將其釋放出來(lái)，這樣也可以減少電網(wǎng)設(shè)施的配置容量，提高輸配電設(shè)備的利用率，延緩現(xiàn)有配電網(wǎng)的建設(shè)。

第三，提高電源的備用容量，增強(qiáng)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。為保證一定供電安全可靠性，必須對(duì)現(xiàn)有的電源提供備用容量，這樣當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，可將儲(chǔ)能系統(tǒng)作為備用電源，臨時(shí)組建微電網(wǎng)，為重要負(fù)荷提供備用電源直至電網(wǎng)恢復(fù)。

第四，應(yīng)急備用電源。當(dāng)出現(xiàn)電網(wǎng)電能質(zhì)量很差、拉閘限電或故障停電時(shí)，光儲(chǔ)微電網(wǎng)可脫離電網(wǎng)，由儲(chǔ)能變流器通過(guò)電池建立穩(wěn)定電壓，保證光伏正常發(fā)電，為本地重要負(fù)荷獨(dú)立供電，提供應(yīng)急備用電源。

一、分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

光儲(chǔ)微電網(wǎng)可以看成是一組由分布式光伏、儲(chǔ)能裝置、本地負(fù)荷組成的包括發(fā)、輸、配、用管理系統(tǒng)在內(nèi)的小型局域電網(wǎng)，并通過(guò)唯一的公共連接點(diǎn)接入大電網(wǎng)，既可以并網(wǎng)運(yùn)行也可以獨(dú)立運(yùn)行。微電網(wǎng)中的電源以光伏等分布式發(fā)電電源為主，容量相對(duì)較小(一般50MW以下)。相比于傳統(tǒng)的大電網(wǎng)供電方式，分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)可以更好地滿足用戶越來(lái)越高的安全和可靠性要求，并為不同的用戶提供多樣化及個(gè)性化的供電需求。

微電網(wǎng)自2001年由美國(guó)學(xué)者提出以來(lái)，目前在全球各地得到了廣泛的關(guān)注并得到了示范應(yīng)用，但截至目前為止，全球不同的國(guó)家及研究機(jī)構(gòu)對(duì)微電網(wǎng)的定義和研究側(cè)重點(diǎn)各有不同，比如美國(guó)對(duì)微電網(wǎng)的研究著重于利用微電網(wǎng)提高電能質(zhì)量和可靠性;日本則在微電網(wǎng)方面的研究強(qiáng)調(diào)對(duì)可再生能源的利用;歐洲微電網(wǎng)的研究則更關(guān)注多個(gè)微電網(wǎng)的互聯(lián)和市場(chǎng)交易等問(wèn)題。

分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)是保證我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施的有效途徑之一,發(fā)展?jié)摿薮蟆?a href="http://www.xinyihua168.com/yqxxh/itsg/" target="_blank" class="keylink">國(guó)家電網(wǎng)的“十三五”規(guī)劃中指出，分布式電源發(fā)展是能源變革的方向之一。以光伏為主的分布式電源開(kāi)發(fā)主要本著“因地制宜，科學(xué)利用”的原則，從本質(zhì)上講就是在用戶側(cè)就近安裝電源，就近消納，從而提高用電效率，減少輸電損耗與成本。

可以預(yù)見(jiàn)，隨著我國(guó)電改9號(hào)文的深入實(shí)施，現(xiàn)有供電系統(tǒng)中，政府職能與企業(yè)職能將逐步分開(kāi)，發(fā)電與輸配電網(wǎng)徹底分離，發(fā)電側(cè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)機(jī)制的建立，從而為分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。正在發(fā)生中的能源變革也為分布式電源在電網(wǎng)中應(yīng)用提供了巨大機(jī)遇。國(guó)網(wǎng)公司提出的“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃中，明確提出要認(rèn)真落實(shí)國(guó)家關(guān)于推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的戰(zhàn)略部署，并逐步優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，建設(shè)智能配電網(wǎng)，適應(yīng)分布式電源點(diǎn)多面廣的發(fā)展特點(diǎn)，滿足分布式能源的靈活接入與高效利用，全力支持2020年全國(guó)100個(gè)新能源示范城市、200個(gè)綠色能源示范縣建設(shè)，最大限度滿足分布式新能源發(fā)展需要。

二、分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)的典型設(shè)計(jì)方案

1.分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)的組成

分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)主要包括分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)以及相關(guān)的配電、能量管理系統(tǒng)(EMS)等。其中，有電網(wǎng)支撐時(shí)，光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)內(nèi)的主要供電微電源，負(fù)荷用電主要來(lái)自于光伏發(fā)電，儲(chǔ)能系統(tǒng)則可以平滑光伏發(fā)電波動(dòng)，提高微電源的電網(wǎng)接入友好性;電網(wǎng)停電時(shí)，光儲(chǔ)微電網(wǎng)則啟動(dòng)應(yīng)急備用供電功能，由儲(chǔ)能變流器建立微網(wǎng)母線支撐，光伏發(fā)電系統(tǒng)可為微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷提供持續(xù)的能量供應(yīng)。典型光儲(chǔ)微電網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

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