低压台区微电网.pptx
- 文档编号:450380
- 上传时间:2023-04-29
- 格式:PPTX
- 页数:35
- 大小:7.11MB
低压台区微电网.pptx
《低压台区微电网.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《低压台区微电网.pptx(35页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
面向配变低压台区的微电网技术,2018年8月24日,汇报目录,2,分布式电源并网对配电网的影响微电网特征与技术难点国内外研究现状典型微电网示范工程面向配变低压台区的微电网技术台区微电网技术发展建议,分布式电源接入电网带来的影响:
3,规划,装备,现有规划设计方法难以满足大规模分布式发电接入需求。
“十三五”末,我国分布式光伏发电装机规划达7000万千瓦,建设重点是工业园区和农村地区。
大量分散、间歇性、随机性的分布式电源接入电网,极大地增加了电网复杂性和管控难度,对电网的安全、可靠、经济运行产生重大影响,对电网的规划、装备、调控等带来巨大挑战。
现有变流器/量测保护装置难以支撑高渗透率分布式电源灵活并网。
调控,现有调控技术难以适应多类型分布式电源出力特性差异。
如何保障分布式发电能够规模有序、安全可靠、经济高效地接入电网,实现可再生能源与电网友好协调及高效消纳,成为能源与电网领域的重大科学命题与迫切需求。
1.并网对配电网的影响_解决方案,4,针对大规模分布式光伏发电接入配电网带来的诸多问题,在众多解决方案中,以微电网/微网群的形式进行统一管控,是保证大量光伏有序接入、有序消纳的有效途径。
目前世界范围内已有很多用微电网来解决大规模分布式电源无序接入带来负面影响的案例。
ACDC,DCAC,负荷,风力发电,DCAC,ACDC,光伏发电,DCAC,储能,交流母线,其他形式DG,分布式发电,微电网,多微电网,汇报目录,5,分布式光伏并网对配电网的影响微电网特征与技术难点国内外研究现状典型微电网示范工程面向配变低压台区的微电网技术台区微电网技术发展建议,2.微电网特征与技术难点_与分布式电源、大电网关系,6,大电网:
是随着电力工业发展的需要逐步发展起来的,作为大机组、大电源高效开,大型电厂,升压变,枢纽变电站,发利用的解决方案,以及实现大范围资源优化配置的平台,是目前各国电网的主要形态。
分布式电源:
作为大电网的有益补充,随着风能、太阳能等新能源发电技术和冷热电多联供技术的进步,以及在我国能源产业化转移的新形势下,以实现能源安全、清洁、高效利用的风、光分布式发电得到迅猛发展。
配电变压器,配电变压器,燃气轮机,内燃机,配电变压器,内燃机,微电网:
分布式发电应用的高级拓展和高级应用,是高渗透率风电、太阳能等间歇性新能源并网的解决方案。
商业建筑,光伏电池,燃气轮机,飞轮储能,燃料电池,商业建筑,居民,工厂企业,2.微电网特征与技术难点_内涵特征,关于印发新能源微电网示范项目名单的通知(发改能源2017870号):
新能源微电网的可再生能源电力渗透率(可再生能源发电装机容量/微电网内峰值负荷)应不低于50%;清洁能源电量自给率(清洁能源发电量/园区总用电量)应不低于50%;微电网与主网单一并网点交换功率不得超过与大电网连接变电站的单台变压器容量等。
注:
(分布式发电的年发电量不宜低于微电网总发电量的30%)推进并网型微电网建设试行办法2017-77,2.微电网特征与技术难点_定位与作用,8,微网将原来分散的分布式电源进行整合,集中接入同一个物理网,最大程度接纳分布式电源,节能降耗,提高能效,解决无电地区供电,络中,并利用储能装置和控制保护装置实时调节以平滑系统的波动,维持网络内部的发电和负荷的平衡,保证电压和频率的稳定。
微网同时满足供电、供热、制冷、湿度控制和生活用水等多种需求,提高了能源的利用效率;此外,储能单元的参与,有利于对系统内部的能量进行调节控制,高效、合理地利用能量。
在中国农村适合的地区,应以户、村为单元组成不同规模的微网,根据当地的实际情况采用合适的分布式电源。
满足用户对供电可靠性的个微网具备实时在线监控的预警能力,提高微网内部负荷,性化需求,提高电网整体抗灾能力和灾后应急供电能力,供电的可靠性。
微网能够独立运行,可以迅速与大电网解列形成孤网,保证重要用户的不间断供电。
在灾害多发地,组建不同形式和规模的微网,能在灾害后迅速恢复对重要负荷的供电,具有黑启动的能力。
微网自治运行的特点与智能电网的自愈相类似;且都需要根据用户的信息进行动态调整,实现供需平衡和优化运行;微网是智能电网安全防御和抵御自然灾害体系的重要组成部分;都能够满足未来用户需求的电能质量;都允许接入多种发电和储能单元。
智能电网/能源互联网的重要组成部分,2.微电网特征与技术难点_关键技术,9,微电网控制架构,控制系统采用集中管理和分层控制的思想,对整个系统中的设备进行分层/分级控制。
解决分布式光伏、储能及负荷的协调控制,保证微网内功率自治平衡,进而进行优化调度。
配电网,配网调度层,基于预测数据,建立优化模型,制定日前与超短期调度指令并下发控制器,m级、h级,微网能量管理系统,微网集中控制器,微网PCC,集中控制层,就地控制层,对系统控制模式进行管理,应对功率缺额进行二次调整,s级、m级、h级,逆变器测控保护装置断路器,在设备层响应超短期调度进行实时控制,并根据功率突变进行实时平衡,mss级,微电网并网点保护电力传输线路微网通讯线路,风力发电,光伏发电,储能电池电能质量治理装置,负荷,2.微电网特征与技术难点_技术难点,10,1、大量分布式电源以及负荷通过电力电子接口装置并网,是微电网系统呈现出电力电子化的特征,使得微电网本身缺乏足够的惯量和阻尼来应对系统的扰动,当微电网独立或弱联络运行时,该问题尤为突出。
2、源荷不匹配导致与系统弱联络或独立性的微电网难以长期保持稳定运行,需要大量配置储能单元;柴发、储能、可再生能源发电单元和海水淡化等特殊装置之间响应尺度不一、协同控制难度大。
3、多种能源的接入使微网系统多能互补互联结构日益复杂,包含电力网、热力网与燃气网在内的多种能源网络紧密耦合,系统呈现出多能流的特征,多能流系统在响应时间及惯性上存在较大差异,使得难以对该系统进行准确调度和精细化控制。
汇报目录,11,分布式电源并网对配电网的影响微电网特征与技术难点国内外研究现状典型微电网示范工程面向配变低压台区的微电网技术台区微电网技术发展建议,3.国内外研究现状_国外现状,12,随着新能源发电、储能技术及新型负荷的发展,微电网技术的研究应用在全球日益受到关注。
目前微电网仍以关键技术研究和应用示范为主,实现商业化运营的案例较少。
中国、美国、日本在该领域居全球领先地位。
中东&南非1.00%,拉丁美洲4.00%,根据统计数据,亚太和北美地区已成为微电网发展最快的两个地区,规划、在建和已建成的合计容量各占全球的42%。
主要应用领域为工商业、居民、学校、军事基地和偏远地区。
从实际已投产情况来看,中国虽起步较晚,但近几年发展迅猛。
预计未来十年,亚太地区仍将保持快速增长,将超过全球容量的50%。
北美42.00%,亚太42.00%,欧洲11.00%,全球微电网发展情况,3.国内外研究现状_国内现状,13,2015年7月,国家能源局发布关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见,鼓励新能源微电网建设,推动形成分布式能源系统创新管理模式和先进技术体系。
2017年5月,关于新能源微电网示范项目名单的通知发布,首批28个项目获批。
2017年7月,推进并网型微电网建设试行办法正式发布,促进并规范微电网健康发展。
国内微电网起步相对较晚,但发展迅猛,已经初步建立了关键技术研究体系及一些示范工程。
中国电力科学研究院有限公司等多加单位在国家973、863、重点研发计划等项目支持下开展了相关研究工作。
目前我国微电网研究侧重于微电网的控制和优化技术、并网和离网模式无缝切换、交直流混合微电网和多微网协同优化运行等。
汇报目录,14,分布式光伏并网对配电网的影响微电网特征与技术难点国内外研究现状典型微电网示范工程面向配变低压台区的微电网技术台区微电网技术发展建议,4.典型微电网示范工程,15,15,2012年3月,能源局委托中科院、天津大学、中国电科院等科研机构开展中国“十二五”微电网发展战略研究课题研究,提出“十二五”期间在全国推广建设30个新能源微电网示范工程。
2017年5月,关于新能源微电网示范项目名单的通知发布,28个项目获批。
总功率,分类,“十二五”微电网示范类型和数量汇总项目类型数量,4.典型微电网示范工程,2012,30,15,2012201220122013,江西电科院微电网,厦门五缘湾微电网,20136,16,4.典型微电网示范工程,17,序号,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,工程名称,建成时间序号,工程名称扬州经济技术开发区智能电网综合示范工程西藏阿里地区狮泉河水光储互补微电网西藏那曲地区丁俄崩贡寺微电网项目珠海市担杆岛微电网系统,建成时间,2013,2013,2013,2014,2014,2014,2014,2014,2014,2014,2014,2014,2015,2015,2015,青海省玉树分布式光水蓄互补系统上海BMW研发中心智能微电网项目辽宁电力会议中心微电网,大连博融公司智能微电网项目北京新能源产业基地,浙江鹿西岛微电网,万山海岛新能源微电网示范项目海南独立光伏智能微电网项目青海省海北州祁连县离网型微电网项目青海省南州共和县离网型微电网项目中节能青海治多县2.4Mw微电网海南三沙市永兴岛500kw独立光伏微电网中科大先进技术研究院500kw园区微电网青海门源光伏储能项目,海南光伏智能微电网宿迁戴场岛微电网,北京延庆智能微电网,西藏阿里地区措勤县微电网示范工程,国网河北省电科院光储热一体化微电网福建湄洲岛储能与微电网,江苏大丰市风电淡化海水微电网珠海万山海岛新能源微电网示范项目山东长岛微电网,浙江瑞安北麂岛1.5MW金太阳项目江西共青城智能电网综合示范工程,长沙高新区微电网示范基地(计划),4.典型微电网示范工程,18,国内微电网工程发展情况,能源互联网+小水电/光储微电网群,厦门五缘湾小区微电网,浙江南麂岛微网浙江鹿西岛微电网江西共青城/扬州智能电网综合示范工程青海省玉树分布式光水蓄互补微电网西藏阿里地区微电网,蒙东陈巴尔虎旗微电网,交直流混合微电网实验室,新奥能源生态城微电网吐鲁番新能源微电网蒙东太平林场微电网试点工程天津中新生态城微电网东澳岛风光柴储智能微电网,北京左安门智能小区微电网河南财专光储微电网,4.典型面向台区的微电网示范工程,19,蒙东微电网,东乌珠尔35kV变电站,动态自适应式双向电流保护控制方法,实现多类型微源的“即插即用”高效兼容,实现微电网快速保护与运行控制。
蒙东项目架构示意图35kV配电化线路,全长54.3km,赫尔洪德移民村,分布式电源分组,光伏阵列50kWp,风力发电机光伏阵列30kW30kWp,风力发电机20kW,光伏阵列30kWp,储能装置50kWh,箱变35/0.4kV630kVA,分布式电源,基于自平衡和自平滑理论的控制方法,通过自平衡度控制与电网协调互动,通过自平滑度控制减少功率波动对电网冲击。
分布式发电、配电网与负荷的优化分组设计方案,实现多态运行模式和灵活网络结构。
东村76户备用站用电源,居民负荷分组,配电网系统,西村24户奶站微电网系统,4.典型面向台区的微电网示范工程,蒙东微电网,带来的积极作用,东乌珠尔35kV变电站,蒙东项目架构示意图35kV配电化线路,全长54.3km,赫尔洪德移民村,提高了新能源资源有效利用;提高了供电可靠性,减少了停电时间;降低网损;提高供电质量。
分布式电源分组,光伏阵列50kWp,风力发电机光伏阵列30kW30kWp,风力发电机20kW,光伏阵列30kWp,储能装置50kWh,箱变35/0.4kV630kVA,分布式电源,东村76户备用站用电源,居民负荷分组,配电网系统,西村24户奶站微电网系统,带来的直接经济效益微网和分布式电源年电费收入19.2万元;降低网损率增益1.6万元;降低运维成本33.66万元。
带来的间接经济效益因抵御自然灾害等带来的供电中断节约经济效益40万元。
带来的总经济效益94.46万元0,汇报目录,21,分布式光伏并网对配电网的影响微电网特征与技术难点国内外研究现状典型微电网示范工程面向配变低压台区的微电网技术台区微电网技术发展建议,5.面向配变低压台区的微电网技术,22,能量流,信息流,台区微电网的概念以配电台区供电区域内的各类传统负荷、包含蓄冷蓄热和电动汽车在内的,可控负荷、分布式光伏为基础,配置一定容量的储能设备,构成微电网,实现配电低压台区内“网-源-荷-储”的灵活互动、协调控制和能量优化,满足分布式光伏的就地高效消纳、负荷的友好互动。
10kV线路,10kV/380V,10kV/380V,台区综合能源控制器,台区综合能源控制器,台区微电网1,K,K,并网点快速开关,并网点台区微电网2快速开关,AC380V,AC380V,L1K1,L2K2,L3K3,光伏逆变器,风机控制柜光伏逆变器,储能逆变器,电动汽车,负荷,电动汽车,负荷,磷酸铁锂电池,光伏,风电,光伏,5.面向配变低压台区的微电网技术,23,台区微电网控制方案及控制目标,“台区内自治”-“台区间协同”-“与主网协调”的三层控制架构构架,协同与主网交互,电源外送,通过台区-主网两级联合调度,实现“源-网-荷-储”协同,提升消纳能力,实现系统多目标优化。
主网交互台区间,就近消纳,高效通过台区间协调互济,进一步消纳大规台区间协调模分布式光伏的接入。
利用储能、蓄冷、蓄热、电动汽车等可控单元,通过协调控制最大程度保证台区内功率实时平衡,实现自治控制,敏捷台区内控制,台本地平抑区内,5.面向配变低压台区的微电网技术,24,台区微电网控制架构及控制系统,上级电网,10kV/0.4V,5.面向配变低压台区的微电网技术,25,台区微电网控制系统功能设计,具体功能:
配电变压器电气量监测台区状态监测双向信息流即插即用功能存储密钥及加解密运算功能,台区有序用电控制功能台区内源储荷协同控制台区内负荷控制分布式无功电压安全控制分布式电源监控功能,5.面向配变低压台区的微电网技术,26,A.台区内:
自治消纳控制-提高台区内分布式光伏的消纳能力台区内通过配置储能或混合储能系统,基于时域或频域的平抑算法,可最大程度平滑规模分布式光伏并网输出功率的波动性,减小台区微电网与主网交换功率的大小和波动性,最大程度实现台区内规模分布式光伏的最大化消纳,实现台区内功率自治控制。
微电网技术最大程度实现了台区内自治平衡,自治平衡程度一方面取决微网内各单元的配比,另一方面取决于中央控制器制定的策略。
5.面向配变低压台区的微电网技术,27,B.台区间:
功率协调控制-进一步提高大规模分布式光伏接纳能力台区间通过广域对等互联和自治消纳控制对内可最大程度适应大规模光伏接入配电系统的动态特性对外可实现更多辅助服务功能,以群的方式参与系统优化台区可独立运行也可参与台区间集群调控台区间集群调控系统作为台区调控系统的延伸,即在原有控制架构上叠加一层台区集群调控层,5.面向配变低压台区的微电网技术,C.与主网交互:
协同优化控制-作为决策变量参与系统多目标优化参与系统最优潮流计算,配电网EMS,配电网层级,定制优化,参与系统调削压峰服填务谷工作,台区微电网等效为PQ节点,作为决策变量参与系统最优潮流计算,达到网损,最小、母线电压总偏差最小等优化目标。
28,5.面向配变低压台区的微电网技术,29,C.与主网交互控制模式及控制策略参与系统最优潮流计算,配电网EMS,配电网层级,定制优化,参与系统调削压峰服填务谷工作削峰填谷,15,20,时刻,台区微电网等效为PQ节点,在台区负荷高峰期输出功率、在低谷区输入功率达到整个台区削峰填谷的运行目标。
5.面向配变低压台区的微电网技术,30,C.与主网交互控制模式及控制策略参与系统最优潮流计算,配电网EMS,配电网层级,定制优化,参与系统削峰填谷工作参与系统调压服务,配电网因主网发生故障失去电压频率支撑后,通过孤岛划分,各子区域由台区微电网作vf节点来支撑子区域电压。
5.面向配变低压台区的微电网技术,31,面向台区微电网的运营模式推进并网型微电网建设试行办法并网型微电网应源-网-荷一体化运营,具有统一的运营主体鼓励各类企业、专业化能源服务公司投资建设、经营微电网项目;鼓励地方政府和社会资本合作(PPP),以特许经营等方式开展微电网项目的建设和运营电网企业可参与新建及改(扩)建微电网,投资运营独立核算,不得纳入准许成本。
微电网应用模式,电网公司管理模式,综合能源服务模式,5.面向配变低压台区的微电网技术,32,面向台区微电网的运营模式电网公司管理模式该模式下电网公司投资面向台区的微电网控制保护及能量管理系统、储能装置,并与台区内相关的分布式电源投资方、电力负荷方协商取得代理运营权,实现对配电台区微电网的源-网-荷-储一体化运营。
面向台区的微电网,优势:
代理运营,分布式电源业主(社会资本自投),替代或延缓了费用高昂的配电网系统升级改造;解决了电网调度运营的瓶颈;一体化运营管理降低了对配电网的冲击。
电网公司,电力负荷方(传统负荷、新型负荷),控制保护能量管理储能装置(电网公司投资),5.面向配变低压台区的微电网技术,33,面向台区微电网的运营模式综合能源服务模式该模式下电网公司投资建设分布式光伏、储能装置、电动汽车充电设施、基于电能的冷热供应系统,满足终端用户对电、热、冷等多种能源的需求,以台区为单位构建以电为中心的微电网集成供能系统。
面向台区的微电网分布式光伏,优势:
替代或延缓了费用高昂的配电网系统升级改造;降低了对配电网的冲击;为进一步推进“互联网+”能源服务,建立客户侧智能化能源互联网,开发以储能、能源大数据为核心的能源服务新产品提供了基础。
投资建设运营,电动汽车充电,电冷热,储能,电网公司,终端用户,蓄冷蓄热集成供能系统,汇报目录,34,分布式电源并网对配电网的影响微电网特征与技术难点国内外研究现状典型微电网示范工程面向配变低压台区的微电网技术台区微电网技术发展建议,6.台区微电网技术发展建议,35,1、开展多能流集成母线统一建模研究,以满足可再生能源波动场景的快速暂态仿真;2、开展基于虚拟同步机技术的自同步微电网研究,以从本质上提高系统惯性与阻尼;3、开展具有自适应同步组网功能的微电网即插即用装置,提高台区微电网动态组网能力;4、开展多台区微网群协同研究,通过广域对等互联和自治消纳控制最大程度适应高比例分布式能源接入系统的动态特性和多能流间的惯性差异。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 低压 台区微 电网