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大云網(wǎng) 電力新聞增量配網(wǎng) 正文

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)對大電網(wǎng)的依賴。總體來說，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

針對圖2所示的拓?fù)淇驁D，系統(tǒng)參數(shù)配置如下：光伏陣列：20kWp，開路電壓720V;DC/DC充電控制器：20kW一臺(tái);儲(chǔ)能系統(tǒng)：鉛酸蓄電池72kWh(360V/200Ah);DC/AC變流器：20kW一臺(tái);交流負(fù)載：本地生活負(fù)載，包括空調(diào)、照明、做飯等負(fù)載。

2.光儲(chǔ)容量配置設(shè)計(jì)

首先本著因地制宜，科學(xué)設(shè)計(jì)的原則，在該應(yīng)用建筑屋頂250m2，可安裝光伏電池版20kWp。接下來關(guān)鍵是要根據(jù)光伏及負(fù)載情況來確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量及配置。

交流最大負(fù)載約為17kW，考慮裕量后以20kW負(fù)載計(jì)算，滿足1h供能需求。儲(chǔ)能有效容量約需20kWh，考慮交直流變換的效率，設(shè)定為90%，最大充放電深度按照90%計(jì)算，系統(tǒng)容量系數(shù)取0.8，則需配置容量為20/0.8=25kWh。

直流側(cè)電壓需求：方案中DC/AC變流器交流采用了127:380的升壓隔離變壓器并網(wǎng)，逆變器調(diào)制比取0.85，這樣直流側(cè)電壓Udc≥210V，這決定了儲(chǔ)能系統(tǒng)的最低放電截至電壓。

考慮到是光儲(chǔ)一體化的應(yīng)用場景，充放電頻率按照平均一天一次;充放電電流最大1C。鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，單體電池電壓為3.2V(標(biāo)準(zhǔn))，2.5V電壓截止。表1列出了滿足本系統(tǒng)要求的3種儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置。

表1 儲(chǔ)能系統(tǒng)不同配置設(shè)計(jì)

3.儲(chǔ)能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)由上述配置方式對比可知，上述方案均選擇較大容量的電池單體，每個(gè)電池廠家常用電池型號不一，還需特殊考慮。

為了保證單體電池的均衡充放電，必須配置相應(yīng)的儲(chǔ)能管理系統(tǒng)來負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理，主要功能包括電池運(yùn)行基本信息測量、電量估計(jì)、單體電池間的均衡、數(shù)據(jù)通信等幾個(gè)方面，具體如圖3所示。

圖3 典型鋰電儲(chǔ)能管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

為了完成對整個(gè)電池柜的智能化管理和控制，電池管理系統(tǒng)一般分3個(gè)層級：電芯管理控制層(CSC)，電池組管理單元(SBMU)和電池能量管理單元(MBMU)。CSC位于電池箱內(nèi)，完成對電池箱內(nèi)部單節(jié)電池信息的數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)上傳給SBMU，同時(shí)根據(jù)SBMU下發(fā)的指令完成電池箱內(nèi)單體電芯間的均衡。SBMU位于主控箱內(nèi)，負(fù)責(zé)電池柜的管理工作，接收電池柜內(nèi)部CSC上傳的詳細(xì)數(shù)據(jù)，采樣電池柜的電壓和電流，進(jìn)行SOC、SOH計(jì)算和修正，完成電池柜預(yù)充電和充放電管理，并將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳給MBMU。

MBMU安裝在主控箱內(nèi)，MBMU負(fù)責(zé)整個(gè)電池系統(tǒng)的運(yùn)行管理，接收SBMU上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，與外部設(shè)備通過干接點(diǎn)進(jìn)行交互，并將電池柜系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給電池系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)顯示和保存。

4.運(yùn)行結(jié)果分析

光儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)一方面可以保證系統(tǒng)具有并網(wǎng)與獨(dú)立運(yùn)行兩種運(yùn)行模式，另一方面也能平抑光伏發(fā)電的波動(dòng)性，圖4是某典型日用于控制并網(wǎng)點(diǎn)處功率恒定的運(yùn)行曲線。

圖4 典型日光儲(chǔ)微電網(wǎng)運(yùn)行曲線

從運(yùn)行結(jié)果來看，分布式光儲(chǔ)微電網(wǎng)完全能夠平抑光伏等可再生能源的功率短時(shí)波動(dòng)，減少分布式電源功率波動(dòng)對配電網(wǎng)的沖擊。

四、結(jié)語

未來“能源互聯(lián)網(wǎng)”中，將以高壓輸電線路為“主干網(wǎng)”;而以各種可再生能源組成的微電網(wǎng)作為區(qū)域網(wǎng)。“能源互聯(lián)網(wǎng)”強(qiáng)調(diào)的是大量分布式能源，尤其是光伏發(fā)電的接入，強(qiáng)調(diào)是信息和能量的高速和高效傳輸，強(qiáng)調(diào)的多方能源載體的對等參與市場調(diào)節(jié)。在“能源互聯(lián)網(wǎng)”背景下，微電網(wǎng)將取代現(xiàn)有的配電網(wǎng)，成為能源網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中非常重要的環(huán)節(jié)，是大量負(fù)荷，分布式能源的接入載體，是實(shí)現(xiàn)分散能源利用、接入、消費(fèi)、生產(chǎn)、管理和調(diào)節(jié)的綜合性網(wǎng)絡(luò)。（作者：黃小紅程鵬志白兆海黃智尚）

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

責(zé)任編輯：lixin

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