分布式發電以及微網運行控制技術的應用與分析

為了解決風電、太陽能發電等分布式電源的間歇性、波動性，不能離網運行以及大量分布式能源接入對電網沖擊大等問題，一種新的電網結構和技術——微網應運而生。目前，國家電網公司已經在全國多個地區啟動了分布式光伏發電及微網運行控制項目，研究分布式光伏電源對配網的影響，未來，將能夠實現綠色能源的友好接入，并為微網的運行控制積累經驗。

除河南分布式光伏發電及微網運行控制試點工程外，國家電網公司還在杭州、西安兩地的城網系統建設微網控制試點項目，在華北、內蒙古呼倫貝爾盟兩地農網系統建設三處微網試點項目。

一、城網部分

（一）浙江公司

建設內容：

此項目共接入5個分布式發電儲能及微電網系統，分別為浙江中試所微電網系統、杭州能源與環境產業園并網光伏發電站、電動汽車儲能站、省電力公司屋頂光伏發電系統以及浙江日報大樓用戶光伏發電系統。

五個系統通過光纖或公網無線方式把所采集的信息接入配網調度SCADA系統，開展以下七個方面的研究工作：

1. 含分布式電源及微電網的饋線自動化；

2. 含分布式電源的配網建模及重構；

3. 含分布式電源的配網智能優化調度；

4. 含分布式電源的配網供電可靠性評估；

5. 分布式電源的發電預測；

6. 含分布式電源的新型配網規劃；

7. 分析分布式電源對配電系統運行的影響。

在上述理論研究工作完成并取得成果的基礎上，在配電SCADA系統，實現以下五大功能：

1. 分布式電源／微網接入運行監控；

2. 分布式電源／微網綜合展示；

3. 分布式電源及微網的協調控制；

4. 分布式電源及微網的饋線自動化分析；

5. 分布式電源的配電網建模。

通過項目的實施，在調度系統中全面監控分布式電源和儲能系統，可以進一步增強電網的可觀性和可控性，提高電網的可靠性，為智能電網的應用與管理起示范作用，可以取得

顯著的社會效益和經濟效益。

（二）陜西公司

建設內容：

此項目依托西安世界園藝博覽會園區風光儲微網一體化電動汽車充電站，以及智能電網展示項目的風光儲微網開展建設。

·結合園區景觀特點，利用充電站頂棚建設發電峰值容量50峰瓦的光伏發電系統；

·沿充電站A.口和出口道路一側安裝具有微風啟動、輕風發電特點的2千瓦小型風力發電系統6臺。形成安裝容量為12千瓦的小型風力發電系統，連同充電站屋頂光伏發電系

統一起接入充電站供電網絡；

·同時配置建設25千瓦／50千瓦時磷酸鐵鋰儲能系統接入充電站主配電室；

·利用頂棚光伏太陽板分離出5峰瓦光伏發電和5千瓦/10千瓦時磷酸鐵鋰儲能系統接入智能家居體驗區，模擬家庭的新能源接入；

·部署包含了二次測控保護、通信與數據采集在內的設備和微電網集中管理系統，實現與充電站供電網絡的協調運行，最終建成一個包含智能配電、風、光、儲、微和電動汽車充電站等多種智能電網要素結合的實際運行的系統，利用微電網的實時調度與控制，實現整個系統的高效、安全運轉，并借助世界園藝博覽會的窗口，起到極強的示范和宣傳作用。

結合已經招標的電動汽車充電站的建設方案，考慮到陜西省電力公司在世園會地點的土地征用實際情況，采用了在靠近充電站側道路的草坪上部署6臺2千瓦微風啟動的風力發電機組的方案。同時，在充電站主接線的基礎上，規劃了風光儲微網系統的一次接線布置方案。

二、農網部分

（一）華北公司

建設內容：

本項目以村莊模式與單戶模式相結合的方式，進行基于風光儲的微電網應用示范項目研究與建設。通過建立風光儲微網系統，重點研究電網的安全控制，風光儲不同運行模式的控制，不同運行模式下電壓的控制，不同風機運行方式的控制，儲能充放電的控制等智能化應用功能。同時研究微電網與大電網并網協調控制的問題。選擇應用較成熟的風光儲電氣設備，進行各種試驗研究，為今后在農網大規模推廣應用積累經驗。

1. 村莊模式

·村莊模式的建設內容包含光伏發電子系統、風力發電子系統、儲能子系統、低壓集電和配電子系統、微電網監控和能量管理子系統、電能計量子系統、電能質量監測和治理子系統、接入公用配電網子系統、通信子系統等。光伏發電和風力發電通過獨立集電線路接入配電子系統。

·村莊模式的建設目標：形成一個低壓400伏的微電網運行系統，既可以并網運行，也可以離網運行。

2. 單戶模式

·單戶模式包含光伏發電單元、風力發電單元、蓄電池儲能單元、交流逆變單元、雙電源切換單元、微電網協調控制單元等。

·單戶模式的建設目標：為了貫徹落實國家新的能源發展戰略，大力發展低碳經濟，適應未來農村大規模應用分布式能源的需要，進行單戶微電網的建設模式研究，為將來大規模應用做好技術儲備。

（二）蒙東公司

1. 陳巴爾虎旗赫爾洪得移民村微網試點工程

·建設內容：該試點工程為典型的并網型微網，微網擬通過一回線路接入赫爾洪得35千伏變電站。微網內擬建150峰瓦光伏發電和100千瓦風力發電站，同時根據分布式電源的出力特性配置50kW×2h鋰離子電池。150峰瓦光伏發電中，100峰瓦為集中式光伏發電站，50峰瓦為分布式屋頂光伏發電。

·研究重點：研究分散式光伏發電與集中式光伏發電的并網規劃設計與運行技術；研究并網型微網與主電網的協調運行與互動技術；提出適用于并網型微網的信息采集/通信系統方案；提出滿足不同需求的農網并網型微網典型建設模式。

·研究成果：掌握農網中分散式光伏與集中式光伏發電的并網規劃設計與運行技術；開發集分布式電源/儲能/負荷狀態參數監測、無功補償本地/遠程控制投切、電能質量監測、電量抄錄、遠程通信、能量優化調度、保護等功能于一體的微網運行監控平臺；提出并網型微網與主電網的協調互動技術方案；提出滿足不同需求的農網并網型微網典型建設模式；完成陳旗微網試點工程的建設，實現微網與主網的協調優化互動，并可對微網設計方法、控制保護策略、與電網的互動策略及評價指標體系綜合加以測試與試驗。

2. 額爾古納市太平林場微網試點工程

·建設內容：該試點工程為離網型微網，微網內擬建風光互補電站一座，含光伏發電系統250峰瓦，風力發電系統100千瓦，儲能配置200kW×4h鋰離子電池。

·研究重點：研究風光儲集中互補電站的規劃設計與優化運行控制技術；研究離網型微網中分布式電源／儲能的協調控制技術；提出適用于離網型微網的采集／信息通信系統方案；提出滿足不同需求的農網離網型微網典型建設模式。

·預期成果：掌握風光儲集中互補電站的規劃設計與優化運行控制技術；開發集分布式電源／儲能／負荷協調控制、設備狀態監測和電能質量監控于一體的離網型微網運行監控平臺，可實現分布式電源／儲能與負荷間、微網保護與控制間相互協調的綜合監控；完成額爾古納微網試點工程的建設，實現微網孤網模式下的安全穩定運行，并可對微網設計方法、協調控制箍略、保護策略及評價指標體系綜合加以測試與試驗。制定微網運行維護、管理規程和測試規范。

信息來源：《國家電網》雜志