微電網主要由分布式能源、儲能系統(tǒng)、電能變換裝置、保護裝置和微電網能源管理系統(tǒng)組成,用以提高可再生能源的利用率、增強電網的穩(wěn)定性、降低線路損耗和延緩增容,是智能電網及能源互聯(lián)網的重要組成部分。主要用在各種工業(yè)企業(yè)、偏遠山區(qū)和島嶼,以及商業(yè)樓宇、醫(yī)院、數(shù)據中心等。微電網具有靈活、智能的特點,方便接入各種分布式可再生能源,是發(fā)展清潔能源、降低碳排放的重要發(fā)展方向,也是林洋在能源互聯(lián)網戰(zhàn)略部署中的一個重要領域。
林洋針對總部園區(qū)配電網和負載特點,根據國家能源局2015年7月頒發(fā)《關于新能源微電網示范項目建設指導意見書》的要求,建設了由屋頂光伏(2MWp)、車棚光伏(76kWp)、風機(10kWp)、充電樁、儲能系統(tǒng)(500kWh)、變流器(500kW)和微電網能源管理系統(tǒng)組成的微電網。
圖1中所示為林洋總部園區(qū)微電網布局示意圖,該微電網針對辦公類和生產類負載的特點配置兩套儲能系統(tǒng),分別位于辦公樓(1號樓)和生產樓(9號樓)附近。系統(tǒng)采用的是戶外集裝箱安裝方式,不占用辦公和生產用地,安裝、維護方便。
圖2所示該微電網系統(tǒng)結構示意圖,兩個相對獨立分布式儲能系統(tǒng),其中位于集團辦公樓的子系統(tǒng)針對空調、電梯、照明、蓄熱鍋爐、數(shù)據中心及一些辦公設備,蓄熱鍋爐錯開用電高峰,在冬季的零點至早上五點之間工作。而位于生產樓的子系統(tǒng)主要針對生產裝配、PCBA和老化車間的生產類負載。下面簡單介紹該微電網建設的必要性和運行特點。
? 園區(qū)現(xiàn)有的2MWp的屋頂光伏,在光照較好時,發(fā)電量基本可以滿足園區(qū)的正常生產和辦公用電,但在中午休息時,園區(qū)負荷較低,光伏所發(fā)電量無法有效利用。儲能系統(tǒng)在負載較低的時候充電,在負載高峰時放電,提高太陽能的利用率;
? 隨著集團辦公大樓負荷增大,變壓器經常處于滿載和超載運行狀態(tài),不僅加快變壓器老化,損耗也會增加。發(fā)展分布式新能源,采用低壓并網形式,可以有效減少變壓器的需求容量,延緩變壓器的增容、降低損耗、提高設備利用率;
? 辦公樓里新建了一個云平臺數(shù)據中心,要求電網具有較高的穩(wěn)定性,同時要有冗余電源,保證供電持續(xù)性;利用微電網的儲能系統(tǒng)和UPS作為的重要負載的雙重冗余電源,確保供電系統(tǒng)的萬無一失;
? 根據峰谷電價的規(guī)定,利用儲能系統(tǒng),采用谷時充電、峰時放電策略,不僅節(jié)省電費,還提高了電網的穩(wěn)定性,降低變壓器損耗,并具有平抑負荷的作用,參與需求響應;
? 林洋集團投資建設了不同類型的新能源,包括屋頂光伏、車棚光伏、風力發(fā)電等,還有充電樁和儲能系統(tǒng),后期還會增加其它分布式能源,如燃氣CHP。微電網可以方便各種形式能源接入,其智能控制系統(tǒng)通過監(jiān)測不同形式能源狀態(tài),協(xié)調控制各能源的協(xié)同工作,最大發(fā)揮可再生能源的利用率和效能;
? 系統(tǒng)可以接受外電網命令,實時控制并網點的頻率、電壓和功率,作為電網的備用容量,也可以根據電網要求保持與大電網的協(xié)調統(tǒng)一。微電網能源管理系統(tǒng)基于預測數(shù)據和分布式控制系統(tǒng),實時調整微電網的控制策略和控制目標,并結合需求側響應為林洋總部園區(qū)提供清潔、精準的能源供給。
微電網能源管理系統(tǒng)基于分布式智能控制技術,可根據園區(qū)負載特性、電池狀態(tài)、光伏及風力發(fā)電情況、生產信息等,自動協(xié)調儲能系統(tǒng)工作。
微電網能夠實現(xiàn)各種分布式可再生能源接入和協(xié)調工作,可以減少傳輸損耗,提高分布式能源和負荷的智能優(yōu)化配置,降低發(fā)電用電成本,改善電能質量,降低碳排放,具有非常重要的示范作用和推廣價值。林洋作為智能微電網系統(tǒng)方案和設備供應商,將為國家智能微電網的建設提供更多經驗,并以智能分布式微電網為基礎,不斷探索能源互聯(lián)網的運營模式。
林洋針對總部園區(qū)配電網和負載特點,根據國家能源局2015年7月頒發(fā)《關于新能源微電網示范項目建設指導意見書》的要求,建設了由屋頂光伏(2MWp)、車棚光伏(76kWp)、風機(10kWp)、充電樁、儲能系統(tǒng)(500kWh)、變流器(500kW)和微電網能源管理系統(tǒng)組成的微電網。
圖1 林洋總部園區(qū)微電網布局示意圖
圖1中所示為林洋總部園區(qū)微電網布局示意圖,該微電網針對辦公類和生產類負載的特點配置兩套儲能系統(tǒng),分別位于辦公樓(1號樓)和生產樓(9號樓)附近。系統(tǒng)采用的是戶外集裝箱安裝方式,不占用辦公和生產用地,安裝、維護方便。
圖2微電網系統(tǒng)結構示意圖
圖2所示該微電網系統(tǒng)結構示意圖,兩個相對獨立分布式儲能系統(tǒng),其中位于集團辦公樓的子系統(tǒng)針對空調、電梯、照明、蓄熱鍋爐、數(shù)據中心及一些辦公設備,蓄熱鍋爐錯開用電高峰,在冬季的零點至早上五點之間工作。而位于生產樓的子系統(tǒng)主要針對生產裝配、PCBA和老化車間的生產類負載。下面簡單介紹該微電網建設的必要性和運行特點。
? 園區(qū)現(xiàn)有的2MWp的屋頂光伏,在光照較好時,發(fā)電量基本可以滿足園區(qū)的正常生產和辦公用電,但在中午休息時,園區(qū)負荷較低,光伏所發(fā)電量無法有效利用。儲能系統(tǒng)在負載較低的時候充電,在負載高峰時放電,提高太陽能的利用率;
? 隨著集團辦公大樓負荷增大,變壓器經常處于滿載和超載運行狀態(tài),不僅加快變壓器老化,損耗也會增加。發(fā)展分布式新能源,采用低壓并網形式,可以有效減少變壓器的需求容量,延緩變壓器的增容、降低損耗、提高設備利用率;
? 辦公樓里新建了一個云平臺數(shù)據中心,要求電網具有較高的穩(wěn)定性,同時要有冗余電源,保證供電持續(xù)性;利用微電網的儲能系統(tǒng)和UPS作為的重要負載的雙重冗余電源,確保供電系統(tǒng)的萬無一失;
? 根據峰谷電價的規(guī)定,利用儲能系統(tǒng),采用谷時充電、峰時放電策略,不僅節(jié)省電費,還提高了電網的穩(wěn)定性,降低變壓器損耗,并具有平抑負荷的作用,參與需求響應;
? 林洋集團投資建設了不同類型的新能源,包括屋頂光伏、車棚光伏、風力發(fā)電等,還有充電樁和儲能系統(tǒng),后期還會增加其它分布式能源,如燃氣CHP。微電網可以方便各種形式能源接入,其智能控制系統(tǒng)通過監(jiān)測不同形式能源狀態(tài),協(xié)調控制各能源的協(xié)同工作,最大發(fā)揮可再生能源的利用率和效能;
? 系統(tǒng)可以接受外電網命令,實時控制并網點的頻率、電壓和功率,作為電網的備用容量,也可以根據電網要求保持與大電網的協(xié)調統(tǒng)一。微電網能源管理系統(tǒng)基于預測數(shù)據和分布式控制系統(tǒng),實時調整微電網的控制策略和控制目標,并結合需求側響應為林洋總部園區(qū)提供清潔、精準的能源供給。
微電網能源管理系統(tǒng)基于分布式智能控制技術,可根據園區(qū)負載特性、電池狀態(tài)、光伏及風力發(fā)電情況、生產信息等,自動協(xié)調儲能系統(tǒng)工作。
圖3電池容量、負載和光伏功率曲線
例如,2015年9月份光伏平均日發(fā)電量為6532kWh,中午11:30到14:00之間平均發(fā)電量2786kWh,這個時間段的平均負載需求為2115kWh,低于光伏發(fā)電量。在沒有微電網儲能時,光伏發(fā)電在滿足園區(qū)用電后,剩余部分經過升壓變壓器后無償并入電網(此光伏項目為金太陽工程)。儲能系統(tǒng)可以很好利用中午時段園區(qū)無法消納的光伏發(fā)電量給儲能電池(500kWh)充電,并在用電高峰時段放電。微電網能源管理系統(tǒng)會根據每天的生產安排、預測的光伏發(fā)電量,適當調整電池充放電比例,同時系統(tǒng)預留一部分電池容量給數(shù)據中心和關鍵負載做備用電源。微電網能源管理系統(tǒng)通過實時監(jiān)測電網狀態(tài),在電網發(fā)生故障時,利用公共接入點(PCC)的靜態(tài)開關,快速切斷與電網的連接,進入孤島運行狀態(tài),確保微電網內部關鍵負荷的供電。微電網能夠實現(xiàn)各種分布式可再生能源接入和協(xié)調工作,可以減少傳輸損耗,提高分布式能源和負荷的智能優(yōu)化配置,降低發(fā)電用電成本,改善電能質量,降低碳排放,具有非常重要的示范作用和推廣價值。林洋作為智能微電網系統(tǒng)方案和設備供應商,將為國家智能微電網的建設提供更多經驗,并以智能分布式微電網為基礎,不斷探索能源互聯(lián)網的運營模式。