北极星微电网讯:微电网点亮电力“空白区”
南瑞继保先进控制策略解决交直流混合控制难题
秦虹
我国又一岛屿告别了供电、供水难。近日，江苏开山岛离网型海岛智能微网工程建成投运。标志着开山岛用电用水正式进入2.0时代，该岛屿微电网项目有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活等泛在电力物联网特征，成为我国岛屿泛在物联感知体系的典范。
南京南瑞继保电气有限公司 （简称“南瑞继保”）为该项目提供了包含微电网能量管理系统（MEMS）、微电网协调控制器（MGCC）、储能变流器（PCS）等核心设备在内的微电网一体化解决方案，实现了开山岛24小时连续100%清洁能源供电，点亮了海岛的“绿色生活”。
攻坚克难建设智能微电网系统
开山岛位于我国黄海前哨，是一所国防战略岛屿，王继才、王仕花夫妇在严重缺电、缺水的艰苦条件下为国守岛30余年。为全面改善开山岛供电、供水条件，利用开山岛丰富的风、光资源，国家电网公司规划在开山岛建设一套智能微电网系统和海水淡化系统。
今年1月1日，国网江苏电力组织70多位工程专家上岛勘察，研究开山岛微电网及海水淡化系统工程建设方案。6月18日，该工程全面建成投运。
“开山岛微电网项目启动后，在任务重、工期短、技术要求高的情况下，南瑞继保多部门融合协作，制定完善的项目工作计划。凭借控制保护、电力电子、系统分析等多专业技术优势，提出了开山岛交直流混合微电网拓扑结构，制定了风光储柴多运行方式自适应无缝切换控制策略，为全岛的稳定可靠供电提供了坚实的技术保障。由研发和工程服务技术人员组成的开山岛服务先锋队，克服岛上恶劣环境，自带干粮、帐篷驻岛服务，圆满的完成了调试任务，以实际行动学习王继才同志先进事迹。”南瑞继保该项目负责人介绍说。
开山岛智能微电网工程建成后，岛上拥有110千瓦光伏机组、30千瓦风电机组，在正常情况下，光伏、风电日均发电量约420千瓦时，可完全满足全岛正常用电需求。台风、暴雨等极端情况下，660千瓦时储能设备和50千瓦备用柴油发电机，也可保障全岛3天的正常用电。同时，岛上的海水淡化设备日产水量近10吨，可彻底解决岛上各类用水需求。
此外，岛上还应用了电力无线通讯技术手段、野生智能等信息通讯技艺，构建红色岛屿泛在物联感知体系，完成开山岛光伏、风电、储能、微网管制等各枢纽互联互通，成立具备外形单方面感知、动静高效措置、使用便利机动等泛在电力物联网特色的离网型海岛智能微网。
解决微电网控制难题
目前，我国一些远离城市的岛屿，仍然存在未通电或者供电不稳定的“电力空白区”。岛屿供电是新能源微电网应用的一个重要领域。通过建设光伏发电、风力发电、潮汐能发电等可再生新能源，可以为岛屿提供源源不断的无污染的能源供应。对于已有柴油发电的岛屿，可以配合使用，减少柴油的消耗量，提高经济效益，减少环境污染和碳排放。
“微电网在岛屿应用的优势，就是实现多种能源的综合互补利用，保障重要负荷的持续供电，还能解决偏远地区的供电问题，提高供电的可靠性和电能质量。”微电网业内专家表示。
我国现已建成或在建多个岛屿新能源微电网系统，包括浙江的东福山岛、南麂岛、鹿西岛，福建的湄洲岛，广东的东澳岛，海南三沙的永兴岛，山东的长岛等。这些项目为新能源微电网在岛屿上的推广应用，做出了很好的示范。
目前，可再生能源微电网系统以新能源为主，电力电子装置占比高，系统惯量弱，故障特性不明显，建设运行过程中面临着可扩展性差、抗干扰能力弱、调度控制难、短路故障难以快速隔离等问题，阻碍可再生能源微电网的开发。
南瑞继保针对微电网稳定控制、能量优化、储能接入、保护配置等方面的技术难题，构建了三层两网的微电网控制保护系统架构，提出了多级调频策略、精确减载方法、虚拟同步机多机并联技术、基于区域信息的微电网保护原理，开发了微电网运行控制保护系统,，实现了微电网系统的快速协调控制以及故障快速准确隔离，解决了上述技术难题，为微电网的安全、稳定、经济运行提供有力的技术保障。
一张张微电网释放的能效不止于此。以新能源为主的微电网系统，不仅能帮助僻远海岛解决因电受困的现实窘境，使其告别柴油发电时代，更能为全国海岛提供可复制的范本经验，为海岛开发利用注入绿色新动能。
