（CS12 上海电器科学研究所（集团）有限公司）

1.概述

上电科孤岛微电网系统是一个集分布式电源、蓄能装置、控制系统以及电力负载于一体的综合控制管理系统。系统中分布式电源包含光伏发电、风力发电、柴油机发电及储能设备，微电网以中央控制器、储能双向变流器为核心，以无功补偿柜、有源电力滤波器等设备为辅，保证孤岛微电网内电压与频率稳定、波形畸变率低；利用计算机、通信设备、测控单元实时数据采集、设备状态监测及远程控制，各种分布式电源及用电设备进行全方位的监测和控制，利用管理软件中的能量分析管理工具，可以实现孤岛微电网的最优化运行，在保证供电质量的前提下，降低运行成本，达到节能降耗的效果。

2.系统结构

孤岛微电网系统的结构如图1所示。

3.系统功能

1）微电网孤岛运行时，通过协调各分布式电源的运行，保证持续不间断的供电且供电质量可靠。

2）微电网孤岛运行时，给发电、用电、储能设备提供必要的保护。

3）微电网中的发电、用电、储能及其他设备可调可控。

4）微电网管理平台功能：

① 用户管理：对用户进行分级管理，系统管理员对运行人员的操作权限进行设置，用户分成一般操作员、系统管理员和工程配置员三个等级，用户名和口令字唯一确定，保证操作的安全可靠性，从而使系统能够安全稳定的运行。

② 监视功能：通过安装在微网进线、各分布式电源、储能、负载回路的测量仪表对各电源的电能质量、功率输出情况和负载情况进行监测，同时将数据反馈到微网控制系统作为系统制定并执行控制策略的依据。

③ 界面显示：友好的人机界面，方便运行人员及时准确的了解系统运行情况，且系统运行参数可实时显示供用户查阅。

④ 控制功能：主要实现对各分布式电源发出并网和解裂命令、调节分布式电源的输出功率、对负载进行加载/减载控制等。

⑤ 历史数据存储与查询：定时存储监控数据，并为用户提供历史曲线查询和报表查询等功能，分析各设备的运行情况，发现故障隐患等。

⑥ 告警管理：监控系统可实时监测并记录开关的运行状态变位、故障报警、通信异常报警、越线报警等报警信息，告警输出可通过CRT显示、以声音、可见灯光、打印记录等方式实现。

⑦ 用能情况分析：横向比较：比较同一时段内各分布式能源的发电量占比；

纵向比较：比较不同时段内同一种分布式能源的发电量。

⑧ 电能管理：主要实现对不同的用电情况进行逻辑编程，从而使微电网运行在高效节能的状态。

图1 孤岛微电网系统解决方案(www.daowen.com)

4.关键设备描述

① 光伏发电系统：该系统用来将太阳能转变为电能并将其并入微电网中。

② 风力发电系统：该系统用来将风能转变为电能并将其并入微电网中。

③ 柴油发电系统：该系统用来将柴油机发出的电能并入微电网中。

④ 电池储能系统：该系统用来储存和释放电能。

⑤ 微电网中央控制器：该产品用于完成微网内的控制策略，保证微电网的稳定和经济运行。

⑥ 储能双向变流器：该产品可作为微电网系统孤网运行的标准源，与监控系统配合，支持削峰填谷、风光储新能源互补、一次和二次调频、静态和动态无功控制、系统热备用等高级应用功能。

⑦ 无功补偿柜：该产品主要用来在微电网中进行无功补偿。

⑧ 有源电力滤波器：该产品主要用来消除微电网中的谐波。

⑨ 微电网管理软件：包含电力监控模块和能源管理模块。

5.系统特点

1）先进性

孤岛运行模式中，微网要保证其频率时刻保持在规定范围内。微网在孤岛状态下以蓄电池储能系统作为主要的调频手段。在必要的情况下（如负载高峰期分布式电源出力不足同时储能剩余容量不足的情况），可采取必要的切负载策略。在切除负载时按负载重要程度，先切除非重要的负载再切重要负载。如果频率下降到允许的最低限值，则继续切除剩余部分负载，保证最重要负载供电的可靠性和供电质量。在分布式电源恢复出力，微网频率上升之后，则恢复部分已切除的负载，如果所有的负载均投入频率依旧过高，则采用切除分布式电源的措施或调整分布式电源出力。

2）开放性

孤岛运行有多种电源模式：单电源模式主要有蓄电池、光伏、风电、柴油发电机；双电源模式主要有蓄电池+光伏、蓄电池+风电、柴油发电机+光伏等；三电源模式主要有蓄电池+光伏+风电、柴油发电机+光伏+风电等。系统中还可根据实际情况接入其他种类的分布式能源。

6.适用范围

适用于偏远地区、山区、海岛等地，可因地制宜利用当地资源，具有安装地点灵活的优点，弥补大电网的不足。

（作者：上海电器科学研究所（集团）有限公司 杨心丽）