海岛型微电网项目典型案例初设方案

1某驻地海岛型微电网项目典型案例初设方案(风、光、柴、储)2目录一、项目背景................................................................................................................................-1-二、整体建设方案........................................................................................................................-2-2.1光伏发电系统...........................................................................................................................-4-2.1.1组件倾角设计.................................................................................................................-4-2.1.2太阳能电池阵列设计.....................................................................................................-4-2.1.3太阳能光伏方阵直流防雷汇流箱设计.......................................................................-6-2.1.4直流配电柜设计.............................................................................................................-7-2.1.5太阳能光伏并网逆变器的选择.....................................................................................-8-2.1.6光伏系统防雷接地装置...............................................................................................-10-2.1.7光伏施工组织设计......................................................................................................-11-2.2风力发电系统.........................................................................................................................-12-2.2.1风力发电系统描述.......................................................................................................-12-2.2.2风机主体选型...............................................................................................................-13-2.2.3风机技术参数表.........................................................................................................-14-2.2.4风机逆变器技术设计...................................................................................................-15-2.2.5风机控制器功能设计...................................................................................................-16-2.2.6风机防雷设计...............................................................................................................-19-2.2.7地面风机的安装选型....................................................................................................-19-2.3柴油机供电系统.....................................................................................................................-22-2.3.1柴油机的基本参数........................................................................................................-22-2.3.2柴油机的基本参数.......................................................................................................-22-2.4储能系统.................................................................................................................................-23-2.4.1储能系统总体描述........................................................................................................-23-2.4.2100kW双向智能控制成套装置(PCS)..........................................................................-27-2.4.3储能监控.......................................................................................................................-33-2.5微电网控制管理中心.............................................................................................................-34-2.5.1微电网控制管理中心系统概述....................................................................................-34--1-一、项目背景微电网是指将一定区域内分散的小型发电单元（分布式电源）、储能装置以及当地负荷组织起来形成的配用电系统。它可以与常规电网并网运行，也可以独立运行。孤岛微电网是指仅具备独立运行功能的微电网，例如对偏远地区或者海岛供电的微电网。孤岛系统通常远离陆地并且岛屿面积也比较小，长期柴油运输和消耗费用制约了传统系统的发展；另一方面，由于一次能源日益枯竭和人类生存环境日益恶化世界各国都把开发新的可再生能源作为能源发展的方向。孤立岛屿传统采用柴油机自给自足供电，近几年来发电量越来越难满足用户要求。现以海南岛某驻地为项目实施地点，对海岛型微电网系统进行优化设计。海南岛位于中国最南端，北隔琼州海峡与广东相望，南临广阔的南海，地处热带，位于东经108°37′—111°05′，北纬18°10′—20°10′之间，与美国夏威夷处在相近纬度。海南是中国最具热带海洋气候特色的地方，全年暖热，雨量充沛，干湿季节明显，常风较大，热带风暴和台风频繁，气候资源多样。海南岛年太阳总辐射量约110-140千卡/平方厘米，年日照时数为1750至2650小时，光照率为50-60%。根据该岛的地形地貌和自然条件加之用电增长预测，不得不采用一种更为经济的发电方式。而在众多可再生能源技术开发中潜力最大、最具开发价值的是风能和太阳能，它们是一种取之不尽，用之不竭的可再生能源。风-光-柴-蓄混合互补发电系统由风力发电单元、太阳能发电单元、蓄电池充放电单元和柴油发电机组成。配置的主要目标是，满足孤立岛屿72h用电的同时要求发电效率高，系统运行成本低。其优化配置思想就是从一系列混合电源配置方案中找出一种最为理想的配置，该配置能尽可能多地利用太阳能和风能，减少柴油机的运行，提高整个系统的发电量。-2-图1-1海南岛航空全景图二、整体建设方案海南岛海岛型微电网建设项目，设计负荷容量不小于10kWh，负荷类型为单相负荷和三相负荷混合用电接入。按当地最小日照辐射量的日照时数，和年平均风速建设当地工程方案如下：➢结合驻地建设特点，利用屋顶和坡地建设发电峰值容量50kWp的光伏发电系统2套；➢沿驻地周围一侧布置安装具有微风启动、轻风发电特点的5kW小型风力发电系统6台，形成安装容量为30kW的小型风力发电系统，连同充电站屋顶光伏发电系统一起接入充电站供电网络；➢为保证系统连续供电的可靠性，配置30kW的电启动电子调节阀门柴油发电系统，作为冷后备电源，可一键启动也可在交流母线失电后自动启动；➢该项目配置100kWPCS，600kWh磷酸铁锂储能系统接入海岛型-3-微电网系统；➢部署包含了二次测控保护、通讯与数据采集在内的设备和微电网集中管理系统，实现孤岛微电网供电网络的协调运行，最终建成一个包含风、光、柴、储、微一体的智能化供电系统，利用微电网的实时调度与控制实现整个系统的高效、安全运转。在完全没有大电网接入的情况下，规划了风、光、柴、储一体的孤岛型微网系统的一次接线布置方案，如图2-1所示。图2-1风光柴储一体化海岛型微电网电网一次系统设计展示图由图2-1可以看出该系统的配置解析如下：➢分布能源(50kW光伏发电2套、600kWh储能1套、30kW柴油发电系统1套、15kW风力发电系统2套)通过三相并网设备接入交流母线；潮汐发电系统和海浪发电系统作为二期建设项目，其容量待定；➢单相负荷为洗衣机、空调、冰箱、照明等生活用设备，三相负荷有海水淡化系统等，日负荷平均用电量约为10kW；➢由于储能电池容量太大，所以风光柴的容量设计的远比用户实际负荷大，这样才能保证短时间内把储能系统充满，以应对海上的极端天气。-4-2.1光伏发电系统该驻地规划2套光伏发电峰值容量为100kWp，根据现在光伏技术的发展情况，可采用单晶硅光伏组件，经三相逆变器直接接入380V母线。2套50kWp光伏板总占地面积约1000平方米。2.1.1组件倾角设计为使光伏阵列最有效地接受太阳能辐射能量，确定光伏阵列安装的方位角和倾角非常重要。图2-2以海口市为例的地区年度月辐射情况上图为辐射量统计框图，根据