分布式光儲微電網(wǎng)設(shè)計及應(yīng)用研究

2017-10-25 15:29:15 新材料產(chǎn)業(yè) 　點擊量：評論 (0)

微電網(wǎng)作為實現(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)展分布式光儲微電網(wǎng)的意義主要有以下4個方面：第一，平滑光伏發(fā)電的輸出功率波動。由于光

微電網(wǎng)作為實現(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)展分布式光儲微電網(wǎng)的意義主要有以下4個方面：

第一，平滑光伏發(fā)電的輸出功率波動。由于光伏發(fā)電具有很強的間歇性、波動性和不確定性，接入電網(wǎng)時會帶來很大的沖擊。通過配置適量的儲能裝置，可使得光伏發(fā)電對整個電網(wǎng)來說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能系統(tǒng)，能夠大規(guī)模地儲存電能，即在負荷低谷時段內(nèi)將電能儲存起來，并在負荷高峰時段將其釋放出來，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，必須對現(xiàn)有的電源提供備用容量，這樣當大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，可將儲能系統(tǒng)作為備用電源，臨時組建微電網(wǎng)，為重要負荷提供備用電源直至電網(wǎng)恢復(fù)。

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

一、分布式光儲微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

光儲微電網(wǎng)可以看成是一組由分布式光伏、儲能裝置、本地負荷組成的包括發(fā)、輸、配、用管理系統(tǒng)在內(nèi)的小型局域電網(wǎng)，并通過唯一的公共連接點接入大電網(wǎng)，既可以并網(wǎng)運行也可以獨立運行。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，分布式光儲微電網(wǎng)可以更好地滿足用戶越來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性化的供電需求。

微電網(wǎng)自2001年由美國學(xué)者提出以來，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，全球不同的國家及研究機構(gòu)對微電網(wǎng)的定義和研究側(cè)重點各有不同，比如美國對微電網(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)方面的研究強調(diào)對可再生能源的利用;歐洲微電網(wǎng)的研究則更關(guān)注多個微電網(wǎng)的互聯(lián)和市場交易等問題。

分布式光儲微電網(wǎng)是保證我國能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的有效途徑之一,發(fā)展?jié)摿薮蟆?a href="http://www.e4938.cn/yqxxh/itsg/" target="_blank" class="keylink">國家電網(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，隨著我國電改9號文的深入實施，現(xiàn)有供電系統(tǒng)中，政府職能與企業(yè)職能將逐步分開，發(fā)電與輸配電網(wǎng)徹底分離，發(fā)電側(cè)競爭市場機制的建立，從而為分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(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)用提供了巨大機遇。國網(wǎng)公司提出的“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃中，明確提出要認真落實國家關(guān)于推動能源生產(chǎn)和消費革命的戰(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)分布式電源點多面廣的發(fā)展特點，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100個新能源示范城市、200個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、分布式光儲微電網(wǎng)的典型設(shè)計方案

1.分布式光儲微電網(wǎng)的組成

分布式光儲微電網(wǎng)主要包括分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、電池儲能系統(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，光伏儲能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)內(nèi)的主要供電微電源，負荷用電主要來自于光伏發(fā)電，儲能系統(tǒng)則可以平滑光伏發(fā)電波動，提高微電源的電網(wǎng)接入友好性;電網(wǎng)停電時，光儲微電網(wǎng)則啟動應(yīng)急備用供電功能，由儲能變流器建立微網(wǎng)母線支撐，光伏發(fā)電系統(tǒng)可為微電網(wǎng)內(nèi)的負荷提供持續(xù)的能量供應(yīng)。典型光儲微電網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 分布式光儲微電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

責(zé)任編輯：lixin

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