1.概述
可再生能源智能微电网是集能源、负载、能量管理系统为一体的独立的微型智能发电配电系统。它具有提高能源效率、提高供电安全性和可靠性、减少电网的电能损耗、减少对环境的影响、实现与用户间的互动和为用户提供增值服务等多个优点。系统存在两种典型运行模式:正常情况下系统与常规配电网并网运行,称为联网模式;当检测到电网故障或电能质量不满足要求时,系统将及时与电网断开而独立运行,称为孤岛模式。
2.系统分项介绍
1)智能电网能量管理系统
智能电网能量管理系统是针对智能微型电网开发的,有别于传统的能量管理系统,完全可以使微型电网实现自治运行、无人值守(见图1)。
2)通信组网解决体系
智能微电网可根据实际情况采用一种或几种不同的通信方式(见图2),在广域网络可以使用Ethernet、GPRS、电力线载波等多种通信方式;局域网可以使用CAN、HPI、串口等多种通信方式。
3)智能微电网储能系统
智能微电网包含大量新能源发电单元,因此需采用蓄电池组作为微电网的储能装置(见图3)。同时配备本公司自主研发的蓄电池监控系统,实时监测并自动分析蓄电池状态,及时发现异常状态并报警、采取相应措施,保证微电网正常运行。
图1 管理系统
图2 通信组网
图3 储能装置
并网接口可兼容各种可再生能源并入智能微电网。包括潮汐能、波浪能、太阳能、风能、沼气能等多种可再生能源,通过对应的发电装置均可以直接并网接入微电网(见图4)。
图4 并网
5)负载侧能量管理
① 智能楼宇系统(见图5):能自行管理和控制楼宇电能生成、存储和使用的智能化楼宇管理系统已经成为了智能微电网的一部分。
图5 智能楼宇系统
② 全数字化变电站系统(见图6):信息数字化,传递网络化,通信模型标准化,各种设备和功能共享同一的信息平台。(www.daowen.com)
6)智能继电保护
智能继电保护主要是以远动技术、信息技术和计算机技术为基础的微机型继电保护装置(见图7),具备强大的控制和通信功能,通过设立主站和多子站的分布式保护方式,利用四遥设备实现遥测、遥信、遥调、遥控功能,能实现不误动、不拒动、能快速反映故障,在自身整定的范围内以最短的时限将故障和异常从系统中切除或隔离,保障最大限度的向无故障部分继续供电,大大提高了智能微电网系统的供电可靠性和安全性。
图6 变电站系统
图7 微机型继电保护装置框图
3.适用范围
4.实际应用情况
1)东澳岛MW级智能微电网系统
工程地址:珠海市东澳岛;能源形式:风光柴蓄互补。是内地首个海岛MW级智能微电网项目,结合风力发电、太阳能发电、柴油机发电和蓄电池储能为整个海岛供电。随着该项目投入运行,可再生能源发电在东澳岛所占比例为70%,运行一年累计发电达12万千瓦时,绿色电能占99%以上(见图8)。
图8 东澳岛
图9 湖南兴业产业园
2)湖南兴业产业园MW级智能微电网项目
工程地址:湖南湘潭九华经济示范区湖南兴业产业园;能源形式:光伏。以两种方式组网,以保证整个园区生产用电(见图9)。
3)万山岛MW级智能微电网系统
工程地址:珠海市万山岛。能源形式:风光柴蓄波浪沼气互补。以东澳岛智能微电网为轮廓,并增加沼气发电、波浪能发电及光热应用,能源类型丰富。随着项目投入运行,万山岛将完全实现可再生能源发电(见图10)。
4)天津万拓公建光伏发电系统
工程地址:天津市生态城;能源形式:风光互补。光伏建筑一体化工程安装于售楼处及停车库棚顶上,可供售楼处的照明及日常用电,采用先进技术和设备,发电量超过预期,光伏利用率高达97%以上,另外配合风机风力发电系统,以达到风光互补的发电效果(见图11)。
图10 万山岛
图11 天津万拓
(作者:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 李晟 肖慧明 曾鹏飞)
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