生态城智能营业厅风光储微网方案设计（最终稿） - 图文

中新生态城智能电网综合示范项目

智能营业厅微网设计方案

目 录

1. 微网总体设计方案 ....................................................................................................... 3

1.1 项目背景 ............................................................................................................ 3 1.2总体设计原则 ...................................................................................................... 4

1.2.1 建设依据 .......................................................................................................... 4 1.2.2 建设原则 .......................................................................................................... 5 1.3 微网系统总体构成 .............................................................................................. 5 2. 光伏发电系统建设方案 ................................................................................................ 8

2.1 系统构成 ............................................................................................................ 8 2.2 系统选型 ............................................................................................................ 8 2.2.1 太阳能光伏组件 ............................................................................................... 9 2.2.2 光伏方阵防雷汇流箱 ...................................................................................... 14 2.2.3直流防雷配电柜 .............................................................................................. 15 2.2.4 环境监测系统 ................................................................................................. 16 2.2.5交流防雷配电柜 .............................................................................................. 17 2.2.6 监控及通讯装置 ............................................................................................. 17 2.2.7 并网逆变器 .................................................................................................... 18 2.2.8 与控制系统的接口 .......................................................................................... 22 2.3系统安装其他要求 ............................................................................................. 22 3．风力发电系统建设方案： .......................................................................................... 23

3.1系统构成 ........................................................................................................... 23 3.2 系统选型 .......................................................................................................... 23 3.2.1. 设计参考依据 ................................................................................................ 23 3.2.2 风力发电机组件 ............................................................................................. 24 3.2.3 逆变器 ........................................................................................................... 27 3.3 风力发电系统安装环境 ..................................................................................... 28 4. 储能系统建设方案 ..................................................................................................... 30

4.1 蓄电池选购建议 ................................................................................................ 30 4.2 蓄电池组及逆变器 ............................................................................................ 31

4.2.1储能作用......................................................................................................... 31 4.2.2储能容量计算及蓄电池选型............................................................................. 31 4.2.3储能逆变器选型 .............................................................................................. 32 4.3 储能装置的接入和安装 ..................................................................................... 33 4.3.1储能装置安装的原则 ....................................................................................... 33 4.3.2设备及接入方案 .............................................................................................. 34 4.3.3土建条件......................................................................................................... 34 4.4 储能充放电控制系统 ......................................................................................... 34 4.4.1并网运行模式： .............................................................................................. 35 4.4.2 离网运行模式： ............................................................................................. 37 4.4.3 并网模式与离网模式共同的工作状态 .............................................................. 37 4.4.4 状态切换 ........................................................................................................ 38 5. 微网系统运行控制方案 .............................................................................................. 39

5.1 微网系统架构 ................................................................................................... 39

1

5.2 微网运行方式 ................................................................................................... 42 5.2.1并网模式......................................................................................................... 43 5.2.2孤岛模式......................................................................................................... 43 5.2.3微网运行切换.................................................................................................. 43 5.3智能模式控制器 ................................................................................................. 44 5.3.1智能电表......................................................................................................... 44 5.3.2光伏电源、逆变器........................................................................................... 45 5.3.3 蓄电池电源、逆变器 ...................................................................................... 46 5.3.4交流母线......................................................................................................... 47 5.3.5二次设备保护装置........................................................................................... 48 5.4 微网综合控制器 ................................................................................................ 49 5.4.1数据收集部分.................................................................................................. 49 5.4.2微网控制策略实现部分.................................................................................... 49 5.4.3 与微网能量管理系统交互部分 ........................................................................ 50 5.5 后台微网能量管理系统 ..................................................................................... 50 5.5.1操作员站部分.................................................................................................. 50 5.5.2数据库部分 ..................................................................................................... 51 5.5.3与微网综合控制器交互部分............................................................................. 51 5.5.4与配电调度中心交互部分 ................................................................................ 51 5.6微网系统保护配置 ............................................................................................. 51 5.6.1配电保护配置.................................................................................................. 53 5.6.2微网保护配置.................................................................................................. 57 6. 投资估算 ................................................................................................................... 64

2

1. 微网总体设计方案

1.1 项目背景

为满足中新天津生态城智能电网综合示范工程作为国家电网公司坚强智能电网建设第二批试点项目的建设要求，智能营业厅微网是天津生态城智能电网建设中的一项重要示范内容。

它通过三种分布式能源：风力发电、光伏发电、储能设施等的建设，供应照明以及一部分动力负荷，并通过一定的电气联系和设施监控构成低压微网。这一示范内容将有效展现微网结构对不同分布式可再生电源出力的充分利用与调控，以及微网的离网运行能力和它所带来的高可靠性，和微网与配电网络间的配合。建设成与智能用电发展定位相匹配，具有信息化、自动化、互动化特征的可靠、自愈、灵活、经济、兼容、高效、集成的智能营业厅微网系统。

实现资源的合理配臵，提高能源利用效率；优化能源的利用，支持可再生能源、分布式发电的接入，能够与发电侧及用户高效交互与互动；实现电网与用户的实时互动响应，提高供电的高可靠性和能源利用效率，创造舒适、安全、便捷、高品位生活环境；倡导节能、环保、低碳的社会理念和新生活方式；实现政府、社会、电力企业、开发商和用户的共同价值，为今后智能用电的建设起到示范作用。

3

1.2总体设计原则 1.2.1 建设依据

根据国家电网智能?2009?909号文件《关于下达智能电网试点工程项目计划的通知》要求，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的智能电网建设原则，按照公司总体部署，有序推进北京地区智能用电小区示范工程建设。

主要指导性文件：

《统一坚强智能电网发展规划纲要》；

《自主创新、国际领先统一坚强智能电网用电环节报告》； 《统一坚强智能电网第一阶段重点项目实施方案综合报告》； 《国家电网公司“十一五”电网发展建设方案及2020年远景目标》；

《国家电网公司关于加快电力营销现代化建设指导意见》； 《国家电网公司“十一五”营销现代化建设发展建设方案》； 《国家电网公司“十一五”电力营销发展建设方案》； 《国家电网公司营销技术支持系统功能规范》； 《国家电网公司电力需求侧管理实施办法》；

《国家电网公司深化电力需求侧管理，巩固和开拓电力销售市场工作的指导意见》；

《国家电网公司智能用电服务体系框架研究报告》； 《国家电网公司智能用电关键装备研究框架》； 《国家电网公司智能电网关键技术研究框架》；

4

1.2.2 建设原则

1)体现研究成果，展示示范效果

在智能营业厅的建设中应用智能用电研究成果，全面展现智能用电所倡导的先进理念，体现智能电网内涵，向全社会直观展示，增强社会的感知度和认知度，为智能用电的建设起到示范、展示和应用指导的作用。

2)倡导节能环保，践行社会责任

通过智能营业厅的微网系统建设创新电力公司与用户新型用能关系，实现电力公司和用户的双向互动，创造节能、友好、低碳的用能环境，鼓励清洁能源消费，倡导节能减排的生产生活模式。

3)提高企业效益，增强服务水平

提高供用电的智能化水平和国家电网公司企业经营效益，同时为用户提供多样化的服务，增强服务能力、提高服务水平。

4)全面总结评估，奠定建设基础

通过示范工程建设和运行，搭建支撑平台，尝试智能小区应用技术，在技术应用、业务转型和践行社会责任方面积极探索，考核各种技术、设备的成熟度，并进行全面总结和评估，为今后国内外智能用电项目建设提供示范和样本。 1.3 微网系统总体构成

该微网项目由营业大楼内配电室低压母线至户内用电末端的供电结构，利用太阳能、风力、冷热电联产等多种形式发电，采用智能优化配臵与管理，提高供电可靠性和能源利用效率，应用先进的微网

5

技术为营业厅内提供智能化、多样化的用电服务，体现出智能电网对于提高供电可靠性和能源利用效率所提供的技术支持，倡导节能、环保、低碳的生产生活模式。营业厅微网系统接线构成如下：

图1-1 营业厅微网系统接线图

如图所示，主要包括分布式电源，用电负荷和微网控制系统三大部分。分布式电源包含光伏发电、风力发电及储能系统，用电负荷包括动力负荷，重要负荷和室内用电三类。微网控制系统能统一管理其内部所有分布式电源和负荷。在配电网发生故障时，微网无缝切换至孤岛运行模式，在该模式下各分布电源不必退出运行而继续发电，保持对微网内负荷的稳定供电。

分布式电源中的风机和光伏电池最大发电容量37KW，其中光伏电池31KW，风机6KW。考虑到光伏和风电受阳光和风力条件的约束一般难以达到满发，将微网内最大负荷配臵为光伏发电系统最大容量的

6

50%，即15kW。由于微网内光伏和风电均为间歇性电源，为了保证在光伏电池和风电在不发电时微网能独立为其内部负载供电，所选取的储能容量必须与微网内最大负荷相当，因此配臵15kW*4h的储能系统。

当微网并网运行时，若光伏与风电发电量大于微网内负荷，则将多余功率存储到储能系统中，若光伏与风电出力减小或者不出力时，则可释放储能单元的部分电能。当微网孤岛运行时，通过对储能系统进行充放电控制，可实现分布式发电系统与微网内负荷的实时平衡，从而保证微网稳定的孤岛运行。

为了保证微网在孤岛模式下的平稳运行，应根据内负荷的实际无功需求在微网内配臵足够保护设备，以保证微网的孤岛状态下能保持电压的稳定。

7

2. 光伏发电系统建设方案

2.1 系统构成

系统由八个大部分的设备组成：在屋顶铺设太阳能板组件（太阳能板阵列）、汇流箱、交流配电柜、直流配电柜、并网逆变器、环境监测系统（系统监控器、环境温度传感器）、其他配件等。 2.2 系统选型

表 2-1系统选型汇总表：

序名称 号 1 电池组件 光伏方阵防雷汇流2 箱 3 4 5 6 7 8 直流防雷配电柜 并网逆变器 交流防雷配电柜 系统连接线 监控系统 环境监测仪 SDCPG-1(30KW) SMC10000TL SACPG-1(30KW) － SPS－PVNET SSYW-01 1台 3台 1台 1套 1套 1台 SPVMB-6 2台 LNPV-190Wp 型号规格 数量 168块 8

2.2.1 太阳能光伏组件

1）太阳能光伏组件选型

当前太阳能光伏电池可以分非晶硅薄膜太阳能电池、多晶和单晶薄膜电池三大类。

非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，但由于其材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S-W效应，使得电池性能不稳定。

单晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高的特点，商业化电池的转换效率在15%左右，其稳定性好，同等容量太阳能电池组件所占面积小，但是成本较高。多晶硅太阳能光伏组件转换效率略低于单晶硅，商业化电池的转换效率在13%～15%，在寿命期内有一定的效率衰减，但成本较低。单晶硅和多晶硅组件使用寿命均能达到25年，其功率衰减均小于15％。

2）推荐组件

根据质量可靠性和发电转换效率的要求，本方案推荐采用单晶硅光伏电池组件190Wp太阳能光伏组件，该组件为国产封装组件，经过CQC金太阳认证。预计31.92KW，采用168块 LN190太阳能电池。LNPV-190型高效单晶硅太阳能电池组件在标准测试条件下的性能参数:

9

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ziet.html