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微电网的基本组成及运行详解

北极星微电网 来源:百度贴吧  2018/12/6 17:52:07 我要投稿

北极星微电网讯:微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统(必要时含储能装置)。根据建设目的和经济环境的不同,微网的形状结构可能各不相同,但是技术架构大体类似。下面南京研旭简要探讨下微电网的基本组成。

微电网分为并网型微电网和独立型微电网,可实现自我控制和自治管理。并网型微电网既可以与外部电网并网运行,也可以离网独立运行;独立型微电网不与外部电网连接,电力电量自我平衡。

微电网的基本组成包括以下几个部分:

电源:在所有微电网系统中,基本的组成部分是电源。电源要满足微网内负荷的需求,例如容量,以及其他技术层面、经济层面的种种考虑。其中,分布式光伏受到广泛关注。尤其是近年来光伏电池模块价格的下降,让基于分布式光伏的微网的经济可行性上升。

对于位于偏远地区的基于光伏的微网来说,挑战主要来自系统的维护和储能系统的要求。一方面,当暴露在高温高湿的环境中时,光伏电池的性能会下降。另一方面,由于能量来源(太阳光)具有间断性,储能设备便必不可少,而它的投资占系统支出的很大一部分,对系统经济性影响较大,并且光伏电池装机容量越大,储能系统容量也要相应增大。

除了分布式光伏,常见的能量来源还包括:分布式风能,燃料电池,微型涡轮机,往复式内燃机,以及其他分布式发电技术(小型水电,小型潮汐发电,小型波浪发电,地热发电,分布式核能发电等)。

电力管理系统:电力管理系统主要负责电力从电源输送到用电设备。具体功能包括:一是,将电源处各形式的电能转换成符合出所需要的形式,例如使用逆变器将光伏产生的直流电转换成通常负荷所需要的50Hz交流电。二是,作为储能设备的界面,来使微网内的电力供需达到平衡。现代微网通常融入了软件和控制系统,例如智能电表,从而实现微网的高效和稳定运行。

储能系统:储能系统对微网的重要性不言而喻。它可以让微网实现内部的电力供需平衡,从而维持电压和频率的稳定。也可保证用户的用电需求随时能得到满足。微网系统中常见的储能设备为:电池,燃料电池+电解池,超级电容以及飞轮等。

用电设备:微网中用电设备的电力来源是系统中全部的发电和储能设备。综合考量用电设备是很有必要的,因为它们决定了用电负荷在微网中的位置,相应地也会影响发电装机容量以及对储能系统的要求。

对外连接:微网通常与大电网相连,从而实现之间的电力交换。这种类型的微电网在校园和医院中十分常见。此外,电网的发展趋势之一是使用先进的监测和控制系统,将很多个微电网连接起来。

微电网存在两种典型的运行模式:正常情况下微电网与常规配电网并网运行,称为联网模式;当检测到电网故障或电能质量不满足要求时,微电网将及时与电网断开而独立运行,称为孤岛模式。两者之间的切换必须平滑而快速。微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元,并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换,并提供必要的控制。

(1)并网运行

并网运行就是微电网与公用大电网相连,微网断路器闭合,与主网配电系统进行电能交换。光伏系统并网发电。储能系统可进行并网模式下的充电与放电操作。并网运行时可通过控制装置转换到离网运行模式。

(2)离网运行

离网运行也称孤岛运行,是指在电网故障或计划需要时,与主网配电系统断开,由DG、储能装置和负荷构成的运行方式。储能变流器PCS工作于离网运行模式为微网负荷继续供电,光伏系统因母线恢复供电而继续发电,储能系统通常只向负载供电。

从应用场景上来说,并网运行的微电网主要集中于城市电网当中。离网运行的微电网主要集中于海岛、西北偏僻地区以及山村等环境相对恶劣,用电条件不便的地区。

为了能够有效推动微电网建设事业的有效发展,南京研旭也顺应市场的实际需求。研发了一整套成熟的微电网控制系统方案,主要面向群体为各大高校新能源专业师生以及科研人员,方便其进行理论研究和实验论证,从科研技术的一端有效促进微电网事业的发展。


原标题:微电网的基本组成及运行详解

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