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分布式分布式发发电电//储能及微电网接入控制储能及微电网接入控制国网电力科学研究院国网电力科学研究院20112011年年1010月月三．我国发展微网目的三．我国发展微网目的一．分布式发电储能及微电网概述一．分布式发电储能及微电网概述五．微网核心技术五．微网核心技术四.微网标准体系四.微网标准体系六．微网相关前瞻性外延技术六．微网相关前瞻性外延技术七．案例分析七．案例分析二．国内外水平综述二．国内外水平综述分布式发电(DG)概念一般的说DG是各种发电设备与电能转换设备的合称，包括诸如光伏阵列（PV）、风力发电机、燃料电池、微型燃气轮机、传统的柴油和燃气内燃机，燃气轮机等各种电源以及相应的功率变换器和电力储能装置。具体的说DG是指功率不大（一般几十kW到几十MW）、建设在负荷中心附近的、模块式采用先进信息控制技术的、清洁环保、经济、高效、可靠的自主智能发电形式微型燃气轮机；风力发电光伏发电小水电生物能发电海洋能发电地热发电海洋能海洋能其他形式其他形式新能源新能源太阳能太阳能天然气天然气风能风能生物质能生物质能分布式能源分布式电源分类优点：接入方便，运行简单缺点：系统故障退出运行间歇性影响周边用户能源综合优化困难对电网运行调度提出了挑战对电网的影响：电压调整问题继电保护问题对配电网供电质量的影响分布式发电并网对配电网运行管理的影响分布式发电对配电网规划建设与经营的影响输电网络高压配网110KVGGG中压配网35/10KV低压配网0.4KV负荷负荷DGDGDGDGDG分布式发电接入对电网的影响储能技术:储能电池的费用趋势($/kW)储能技术发展成本下降支撑分布式发电/微电网发展MVLVDMSDMSMGCCMGCCDCACPVMCLCMCACDCLCStorageLC~CHPMCMicroTurbineMCFuelCellMCACDCLCACDC~FlywheelMCACDC现有电力网络难以承受大规模分布式电源的并入，如果简单地从电网角度对DG提出严苛的并网条件和标准，又会导致分布式电源的潜能无法充分释放和发挥，分布式发电本身的运行稳定、安全性、经济性和效益更无法体现。微网的兴起微网：微电网是一种由分布式发电、储能和负荷共同组成的低压系统；微电网内部的电源主要由电力电子器件实现电能的变换，并提供必要的控制。微电网相对于外部电网表现为单一的自治受控单元，可同时满足用户对电能质量和供电安全方面的要求。微电网定义（MG）微电网的基本特征融合电能的生产、交换、分配、消费等环节，提高能源利用率，扩大可再生能源利用范围，实现节能减排。微电网通过综合调节分布式发电、储能和负荷实现微电网微电网通过综合调节分布式发电、储能和负荷实现微电网内部电量的自平衡，与外部电网电力交换很少。内部电量的自平衡，与外部电网电力交换很少。微电网内的分布式电源应以风力发电、光伏发电等清洁能源为主，减少对一次能源的消耗。自平衡高效性清洁性微型化主要体现三个方面：电压等级低；系统规模小；电能就地利用。微电网主要功能微电网具备并网和独立运行两种运行模式，并可实现平滑切换，大大提高用户及大电网的供电可靠性。当主电网发生故障时，微电网自动从主网脱离，独立运行，维持电压频率的稳定；当外部电网恢复供电时，微电网自动恢复与主网的连接。。微电网对通过对内部的各种分布式发电的协调控制，实现与大电网之间的平滑稳定的功率交换，最大限度降低分布式发电对大电网的影响。并离网切换友好接入并离网运行通过储能装置和能量管理系统，能够在并网和离网模式下实现自治运行。供电可靠三．我国发展微网目的三．我国发展微网目的一．分布式发电储能及微电网概述一．分布式发电储能及微电网概述五．微网核心技术五．微网核心技术四.微网标准体系四.微网标准体系六．微网相关前瞻性外延技术六．微网相关前瞻性外延技术七．案例分析七．案例分析二．国内外水平综述二．国内外水平综述希腊Kythnos微型电网示范欧洲相关项目欧盟微网研究概况德国曼海姆Wallstadt居民区示范工程西班牙LABEIN夏威夷岛微网规划美国微网研究概况威斯康星大学麦迪逊分校微电网CERTS微网测试系统国家代表性的基础项目相关技术日本群马光伏发电计划大量光伏渗透下的电压协调控制青森县微网工程电能质量、运行可靠性、成本评估青森县微网工程日本微网研究概况地方项目国网公司自然科学基金973863中科院电工所清华大学合肥工业大学天津大学国网电科院平台建设及示范探索平台建设及示范探索规划技术规划技术电源技术电源技术运行技术运行技术保护与控制保护与控制工业企业国际合作理论探索中国电科院杭州电子科大国内微网研究概况国网电科院-承德风光储微网系统南方电网公司-佛山冷热电联供系统国内微网示范系统天津电力公司-中新生态城智能电网综合示范工程国内高校相关科研情况合肥工业大学微网——10KW单相和30KVA三相PV，2个30KW风力发电仿真平台，5KW燃料电池，300Ah蓄电池，1800F*100超级电容和2组15KW传统发电机以模拟小型水利和燃料发电机；电阻、电容、电感负荷，交流、直流电动机和电力电子负荷。天津大学微网——包括风力发电、PV、燃料电池，CCHP系统。通过对不同形式能源的科学调度，以期达到能源高效利用、满足用户多种能源需求、提高供电可靠性。国内外微网研究情况小结国外——研究起步较早，在关键技术方面已取得一些突破，并在小规模微电网中得到验证；目前正推动微电网向更高电压等级、更大容量发展。国内——研究和示范处于起步探索阶段，但是随关键技术研发进度加快，预计将进入实践验证期。三．我国发展微网目的三．我国发展微网目的一．分布式发电储能及微电网概述一．分布式发电储能及微电网概述五．微网核心技术五．微网核心技术四.微网标准体系四.微网标准体系六．微网相关前瞻性外延技术六．微网相关前瞻性外延技术七．案例分析七．案例分析二．国内外水平综述二．国内外水平综述我国发展微网的目的2020提高抗灾能力及应急供电提高抗灾能力及应急供电新农村电气化新农村电气化最大化接纳分布式电源最大化接纳分布式电源节能降耗、提高能效节能降耗、提高能效智能电智能电网的有机网的有机组成部分组成部分满足用户满足用户多类电能质多类电能质量需求量需求三．我国发展微网目的三．我国发展微网目的一．分布式发电储能及微电网概述一．分布式发电储能及微电网概述五．微网核心技术五．微网核心技术四.微网标准体系四.微网标准体系六．微网相关前瞻性外延技术六．微网相关前瞻性外延技术七．案例分析七．案例分析二．国内外水平综述二．国内外水平综述国外现有标准中与微电网相关的标准与微电网相关的国内标准国内外相关标准体系相关情况小结目前，国内外对于分布式电源接入系统的规划和运行标准均有较为具体的规定。分布式电源相关标准涵盖配网规划、运行可靠性、电能质量等诸多方面。国内外均未正式颁布微网相关技术标准。目前国际上仅有“IEEE 1547分布式电源（DG）与电力系统互连系列标准”中的1547.4号标准涉及微网内容，但该标准尚为草案稿，没有正式出版。微电网标准体系三．我国发展微网目的三．我国发展微网目的一．分布式发电储能及微电网概述一．分布式发电储能及微电网概述五．微网核心技术五．微网核心技术四.微网标准体系四.微网标准体系六．微网相关前瞻性外延技术六．微网相关前瞻性外延技术七．案例分析七．案例分析二．国内外水平综述二．国内外水平综述微网核心技术微电网优化规划技术微电网信息采集与通信技术微电网运行控制与保护技术微电网的电能质量监测与治理技术微电网能量优化管理技术1：微电网优化规划技术目标：满足差异化用户供电可靠性要求的前提下进行的科学化的微电网能源构成和拓扑结构设计。核心：包括优化规划设计方法、综合评价指标体系及决策支持系统。2：微电网信息采集与通信技术目标：通过设置在分布式电源、负载以及变压器等的监测设备读取微电网的实时运行数据，将其传输至控制处理微电网监控平台进行统计和分析，并发出相应的控制与调度指令，监控微电网运行情况。3.微电网运行控制与保护技术目标：保证系统在不同运行模式的电压和频率稳定、确保微电网在两种模式间的平滑切换、实现微电网与大电网的协调优化运行以及对大电网安全稳定的支撑4.微电网的电能质量监测与治理技术目标：解决在微电网系统中，由于间歇式电源的频繁启停和功率输出的变化，给用户带来电压波动、闪变等电能质量问题；5：微电网能量优化管理技术目标：全面利用各种控制和调节手段，通过对微电网内分布式电源的能量管理与经济调度，实现微电网的优化运行，提高微电网整体运行效率三．我国发展微网目的三．我国发展微网目的一．分布式发电储能及微电网概述一．分布式发电储能及微电网概述五．微网核心技术五．微网核心技术四.微网标准体系四.微网标准体系六．微网相关前瞻性外延技术六．微网相关前瞻性外延技术七．案例分析七．案例分析二．国内外水平综述二．国内外水平综述微网相关前瞻性外延技术的分类及内容分类：正在研究、发展的电气工程及其它领域的前沿性技术在微网中新的应用模式和技术微网自身对于电网、或对电网之外的其它领域产生技术经济性能影响的新应用模式和技术内容：新型分布式电源及其综合应用技术网络拓扑及供电形式多样化超导技术……微网相关前瞻性外延技术的作用及发展趋势作用：可融入智能电网体系对电力市场的要求及其促进作用对电网安全防御的地位及作用改善能源结构促进低碳发展发展趋势：电源种类渐趋复杂网络拓扑多样化更加个性化的服务容量与规模的变化与智能电网日益融合更加市场化三．我国发展微网目的三．我国发展微网目的一．分布式发电储能及微电网概述一．分布式发电储能及微电网概述五．微网核心技术五．微网核心技术四.微网标准体系四.微网标准体系六．微网相关前瞻性外延技术六．微网相关前瞻性外延技术七．案例分析七．案例分析二．国内外水平综述二．国内外水平综述承德分布式发电/储能及微电网接入控制示范项目选址原则：（1）风、光资源较好；（2）场地平整开阔，便于建设光伏电站；（3）具有通过新能源进行农网改造的必要性；（4）位于新能源重点开发区域，具有示范效应和带动作用。承德御道口：光照2899小时承德御道口：10m年平均风速4.85m/s 。示范项目选址示范项目采取村庄模式与单户模式相结合的方式，即以村庄模式为主，同时选取4户家庭，试点应用单户模式。村庄模式配置光伏发电50kWp，风力发电60kW，储能80kW/128kWh。单户模式-风主光辅：光伏600Wp，风电1kW，储能48V/200Ah单户模式-光主风辅：光伏1kWp，风电700W，储能48V/200Ah建设内容及规模村庄模式的微电网结构微电网的运行方式有以下几种：并网运行并网不上网（购电）不限制购电量限制购电量并网且上网（送电）不限制送电量限制送电量离网运行计划离网非计划离网（故障）村庄模式微电网-运行方式村庄模式微电网控制方式微电网控制系统实现对微电网内所有设备的全面监控；响应分布式发电接入控制系统的调度指令；在不同运行方式下执行不同的控制策略。分布式发电/微电网接入控制系统实现对多个微电网的监控；根据主网的运行状态，下达各微电网的调度指令。二次设备下到工厂进行生产加工分布式发电/微电网接入控制系统分布式发电/微电网接入控制系统功能分布式发电/微电网接入控制系统功能包括：分布式发电/微电网的监控高级应用功能分布式发电/微电网出力控制分布式发电/微电网发电预测分布式发电/微电网的智能优化调度含分布式发电/微电网的馈线自动化分布式发电/微电网的容量与位置优化分布式发电/微网监控系统分布式发电/微网监控系统分布式发电/微电网接入控制系统功能包括：基础应用功能分布式电源监控储能子系统运行监控分布式发电预测预报高级应用功能风光储协调控制功能联络线功率控制并网离网切换功能电能统计分析功能电能质量监测分析经济性分析功能单户模式微电网光主风辅模式风主光辅模式光主风辅：1000W光伏组件1台700W垂直轴风力发电机风主光辅：600