微網(wǎng)工程設計解析：并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設規(guī)模分析

2018-01-25 10:55:34 智見能源　點擊量：評論 (0)

微電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，在提高能源供應效率，降低損耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技術等方面具有重要作用。近年來緊跟分布

微電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，在提高能源供應效率，降低損耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技術等方面具有重要作用。近年來緊跟分布式能源發(fā)展步伐，一直致力于微電網(wǎng)工程設計，現(xiàn)通過《微網(wǎng)工程設計解析》系列報道，以某大樓并網(wǎng)型微電網(wǎng)工程設計案例，跟大家一起分享我們在微網(wǎng)工程設計過程中的經(jīng)驗。

一、邊界條件

(1)微電網(wǎng)并網(wǎng)不上網(wǎng)運行方式;

(2)全年任何時候微電網(wǎng)運行無棄風棄光現(xiàn)象;

(3)在保證微電網(wǎng)安全運行的情況下，以最小的投資最優(yōu)的運行策略獲取最大的經(jīng)濟效益。

二、負荷分析

該工程記錄了某大樓配電房內(nèi)的10kV電能表上的相關電量數(shù)據(jù)，以及3月~11月的電費單，3~11月份平均每月用電量如下：

圖1 智方大樓3月~11月10kV線路用電量數(shù)據(jù)

本工程的微電網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)連接采取并網(wǎng)不上網(wǎng)的運行方式，即光伏、風電、儲能所發(fā)電量均為負荷所消耗，考慮微電網(wǎng)分布式電源應盡可能少的棄風、棄光。因此，在設計微電網(wǎng)各系統(tǒng)的規(guī)模時，需要按負荷最低情況考慮。根據(jù)上圖，5月份的電量最低，故采用5月份數(shù)據(jù)用于分布式電源規(guī)模計算。

圖2 標準月工作日負荷曲線

圖3 標準月非工作日負荷曲線

根據(jù)上面兩圖，標準月工作日最低負荷13.83kW，最高負荷25.31kW，全天用電量481.03kWh;非工作日最低負荷11.28kW，最高負荷17.04kW，全天用電量356.63kWh。白天(9：00~15：00)最低負荷15.04kW，最高負荷24.51kW。定義標準月有工作日21天，非工作日10天，計算標準月用電量為13668kWh。

三、分布式能源優(yōu)化配置

該工程根據(jù)目前分布式能源接入電網(wǎng)的相關政策，選定并網(wǎng)不上網(wǎng)的模式。工程將以最小模式對各種能源形式進行優(yōu)化配置，即負荷最小時分析光伏、風機及儲能的規(guī)模。

(1) 分布式光伏優(yōu)化配置

光伏所發(fā)電量全部為負荷所消耗，為了充分利用光伏所發(fā)電量，光伏發(fā)電功率不能超過負荷功率。因此，應取負荷功率最小，光伏發(fā)電功率最大時分析光伏裝機規(guī)模。考慮到用戶負荷的變化，光伏最大發(fā)電功率取負荷功率的50%左右。

本工程的標準月負荷曲線為最小負荷曲線，符合分析光伏建設規(guī)模的條件。同時，5月份月平均太陽輻射數(shù)值最大。因此，使用5月份太陽輻射數(shù)據(jù)進行分析。取5月份中每小時最大太陽輻射數(shù)值作最大輻射曲線，取光伏裝機規(guī)模12.1kW，做光伏發(fā)電曲線，見圖4中光伏發(fā)電功率曲線。

此時，光伏發(fā)電功率占負荷功率最大比例為56%，滿足光伏發(fā)電功率不能超過負荷功率的條件。

圖4 光伏發(fā)電曲線與負荷曲線對比

綜上，分布式光伏裝機規(guī)模按12.1kW考慮。

分布式風電優(yōu)化配置

由于該大樓位于上海市區(qū)，周圍有多棟大樓，風能資源條件一般，同時，風力發(fā)電度電成本較高，難以產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

但是，配置風機有利于豐富微電網(wǎng)概念，有利于對微電網(wǎng)的研究，有利于對風力發(fā)電特性的研究，有利于多能互補的特性研究。因此，本工程選擇風機裝機規(guī)模為3kW，起示范和研究作用。

(2)儲能優(yōu)化配置

為了獲取最大的經(jīng)濟效益，儲能系統(tǒng)的主要應用模式為用戶分時電價管理，利用峰谷電價差在不同的時段進行充放電。考慮在非夏季的情況下，以非工作日負荷曲線為標準，儲能系統(tǒng)在谷時段進行充電，在峰時段進行放電。因本工程配置風力發(fā)電，裝機規(guī)模為3kW，在儲能的優(yōu)化配置計算過程中，以負荷大于光儲發(fā)電出力之和3kW為限制條件。光伏儲能系統(tǒng)接入后的系統(tǒng)側供電曲線見圖5。

儲能系統(tǒng)最大充放電功率13.20kW，每日充放電量為53.37kWh。考慮到鉛碳電池的60%的放電深度，儲能系統(tǒng)裝機容量取90kWh。

考慮到節(jié)假日期間，大樓負荷較低，儲能系統(tǒng)每年循環(huán)次數(shù)取336次。