（CS45 珠海泰坦科技股份有限公司）

1.概述

智能微电网混合能源供电系统是集新能源发电、储能电站、微电网供电等前沿技术为一体的智能供电系统。该系统具有市电、风能、太阳能等多种能源接入形式，极大地提高了能源利用率，突出了绿色环保的概念；变流系统由双向换流器和逆变器共同组成，通过交-直-交多次变流实现微电网供电，保证用电负载在电网停电状态下也能不间断运行；储能系统的加入，可以平衡电源侧发电功率与负载侧的用电功率，还可起到削峰填谷的作用，实现有功、无功调节功能。

2.系统简介

1）系统拓扑（见图1、图2）

图1 共交流母线微电网拓扑

图2 共直流母线微电网拓扑

2）系统组成

智能微电网混合能源供电系统由变流系统、储能充放电系统、电池管理系统、新能源发电系统、综合控制系统、后台监控系统等多个子系统组成。

3.系统分项介绍

1）变流系统

变流系统是实现电网、直流母线、微网交流母线三部分的电能双向流动的变流设备，主要由泰坦公司自主研发的双向换流器、逆变器等组成，它能够通过外控和自控两种控制方式来管理电流流向，实现并网和离网运行。变流系统可以实现平衡电源侧发电功率与负载侧的用电功率，还可起到削峰填谷的作用，实现有功、无功调节功能。在加入储能系统后，还可以实现微电网不间断供电（见图3）。

图3 变流系统外形图

2）储能充放电系统

储能充/放电系统由储能充放电机与储能电池共同组成，对直流母线起到功率调节作用，结合变流系统实现对电网的削峰填谷等功能。储能充放电机用于在储能系统中对储能电池进行充、放电控制及稳定直流母线电压的作用（见图4）。

图4 储能充放电系统

3）电池管理系统

泰坦TBMS系列电池管理系统是本公司最新研发的一代BMS产品，专门用于在储能系统中对储能电池进行实时监控及充放电管理。由采集单元和主控/显示单元组成。具有功能完善、检测准确度高等特点。监测的运行参数有温度、每节电池电压、SOC值等，同时可以实现储能电池的过电压、欠电压、过温等保护功能。

4）新能源发电接入系统

新能源发电接入系统可以从微网的直流母线接入（见图6）也可以从微网的交流母线接入（见图7）。典型的新能源发电有光伏发电及风力发电。太阳能及风能均为可再生能源，可持续利用，同时新能源发电系统的接入可以减少对传统能源的利用，从而减少污染气体的排放。光伏系统与风电系统可以根据可利用面积、系统负载大小及用电需求设计对应的功率等级。

图5 电池管理系统

图6 共直流母线新能源接入

图7 共交流母线新能源接入(www.daowen.com)

5）综合控制系统

综合控制系统以微电网控制器为核心，作为智能微电网系统的监测管理单元，承担着与上位机及各装置（储能充放电机、双向变流器、逆变器、光伏变流器、风力变流器）之间的通信、监控、管理等功能。用户可通过微电网控制器自由设定各装置的运行参数，同时微电网控制器也是各装置运行状态的综合显示单元。

6）后台监控系统

后台监控系统是整站安全稳定运行的有力保障系统，主要包括配电监控系统、储能监控系统、光伏发电监控系统、风力发电监控系统等（见图8）。

4.通信构架

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，可以使用CAN、Ethernet、GPRS、光纤以及串口通信等多种通信方式将信息传送至通信后台实现对整个系统的监测及遥控；同时可以通过互联网将系统信息传送至更高一级后台实现对整个系统的监测及遥控（见图9）。

图8 后台监控系统

图9 通信构架框图

5.适用范围

智能微电网混合能源供电系统适用于重点单位的重要负载、智能化小区、海岛、低压侧并网的大型光伏电站等。

6.实际应用情况

1）北京高安屯电动汽车充换储放一体化电站（见图10）

工程地址：北京朝阳区

能源形式：市电、光伏、垃圾发电

北京高安屯电动汽车充换储放一体化电站实现由垃圾发电厂、太阳能发电提供电源的理念，该站主体建筑屋顶安装的1280块太阳能电池组件，利用微电网控制系统将光伏发电接入系统，日平均发电量超过1200kW·h，年均发电量26.72万kW·h，预计每天能满足负载侧400辆纯电动环卫车的充换电需求。

2）延庆智能生态园项目（见图11）

工程地址：北京延庆县

能源形式：市电、光伏、风电、沼气发电

延庆智能生态园项目光伏发电一期建设规模为8.02MWp（落地太阳能），终期建设规模为10.51MWp（落地太阳能8.02MWp，屋顶太阳能2.49MWp）；建设2kW风力发电车40台；500kW沼气发电机1台；风光互补路灯320盏。项目年均发电量为952.91万kW·h，相当于每年大约减排二氧化碳9910t。

图10 北京高安屯电动汽车充换储放一体化电站

图11 延庆智能生态图