2018微電網(wǎng)系統(tǒng)及儲(chǔ)能逆變器技術(shù)介紹

1微電網(wǎng)系統(tǒng)方案及關(guān)鍵設(shè)備

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2 2微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹西藏阿里微網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備微網(wǎng)發(fā)電，是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠按照預(yù)定目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。微電網(wǎng)一般分為聯(lián)網(wǎng)型和獨(dú)立型系統(tǒng)方案主要分為共交流母線和共直流母線什么是微電網(wǎng)發(fā)電

大電網(wǎng)微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)“跟蹤計(jì)劃曲線”“提高預(yù)測(cè)精度”跟蹤計(jì)劃曲線，改善預(yù)測(cè)精度，提高可再生能源滲透率；應(yīng)用于分布式可再生能源滲透率較高地區(qū)“友好互動(dòng)”“峰谷電價(jià)”用戶側(cè)管理系統(tǒng)，與大電網(wǎng)的靈活互動(dòng)；實(shí)現(xiàn)新能源自發(fā)自用及分時(shí)電價(jià)；“應(yīng)急供電”

與大電網(wǎng)聯(lián)接，主要是幵網(wǎng)運(yùn)行，也可以離網(wǎng)運(yùn)行的區(qū)域配電網(wǎng)；僅有小水電地區(qū)供電能力下降的風(fēng)光互補(bǔ)地區(qū)柴油供電的地區(qū)無(wú)電海島加入光儲(chǔ)系統(tǒng)組建微網(wǎng)獨(dú)立型微電網(wǎng)

不與常規(guī)電網(wǎng)相聯(lián)接，獨(dú)立運(yùn)行，利用電源發(fā)電滿足微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷需求的系統(tǒng)；可以與柴油機(jī)等發(fā)電設(shè)備幵列運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)燃料節(jié)約；基于綜合能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的動(dòng)態(tài)平衡。集中型交流微網(wǎng)系統(tǒng)功能：光儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立供電不柴油機(jī)組、市電幵聯(lián)運(yùn)行高效、更靈活、更適合于多種可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的接入供電半徑寬，易于擴(kuò)容，適合長(zhǎng)線傳輸交流母線微網(wǎng)系統(tǒng)方案通過(guò)能量管理系統(tǒng)可以做到實(shí)時(shí)的供需平衡，供電穩(wěn)定性高建議適用于MW級(jí)微網(wǎng)系統(tǒng)

設(shè)備型號(hào)儲(chǔ)能逆變器SC500TL光伏逆變器SG500MX能量管理系統(tǒng)MEMS1000大型村落功能：光儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立供電不柴油機(jī)組、市電幵聯(lián)運(yùn)行光伏和儲(chǔ)能解耦設(shè)計(jì)，控制簡(jiǎn)單直流母線微網(wǎng)/離網(wǎng)方案偏遠(yuǎn)地區(qū)海島地區(qū)

具有帶MPPT功能的DCDC控制器通過(guò)智能配電柜協(xié)調(diào)控制設(shè)備型號(hào)儲(chǔ)能逆變器SC30/50/100DC/DC控制器SD220200/220300智能配電柜PMD-AI100/500K直流母線離網(wǎng)系統(tǒng)方案建議適用于500KW以下的微網(wǎng)和離網(wǎng)系統(tǒng)www8.sungrowpower.com 8微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹西藏阿里微網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備項(xiàng)目背景：位于西藏自治區(qū)阿里地匙，海拔4700米，該縣城最大負(fù)荷670kW，年用電量140萬(wàn)kWh，距拉薩和阿里主網(wǎng)均超過(guò)900km，短期內(nèi)無(wú)法不主網(wǎng)相聯(lián)?？h城獨(dú)立供電系統(tǒng)原有電源主要包括：3臺(tái)350kW小水電機(jī)組、1臺(tái)500kW柴油發(fā)電機(jī)組和40kW獨(dú)立光儲(chǔ)電站。原供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題：小水電站供電質(zhì)量差且冬季枯水期基本無(wú)出力；柴油發(fā)電機(jī)污染大且度電成本高達(dá)4元/kWh；40kW獨(dú)立光儲(chǔ)電站年久失修且容量太??；目前的電源配置無(wú)法保障措勤縣城全年連續(xù)可靠供電。西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—項(xiàng)目概況

電源的多樣性：該項(xiàng)目是典型的可再生能源多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)，包括的電源種類有：風(fēng)電、光伏、小水電、柴油發(fā)電，蓄電池儲(chǔ)能，是目前同一項(xiàng)目中電源類型最多的，使項(xiàng)目的規(guī)劃、運(yùn)行和能量管理都增加了難度。運(yùn)行的復(fù)雜性：該項(xiàng)目中小水電、光伏、柴電和儲(chǔ)能三個(gè)主電源容量基本相當(dāng)，目前多能互補(bǔ)供電系統(tǒng)中常用的主從控制方式難以適用，需要采取對(duì)等控制方式，尤其是逆變器與小水電的下垂控制難度很大，極大增加了運(yùn)行控制的復(fù)雜性。集成的高難性：該項(xiàng)目不僅涉及到新建的風(fēng)、光、儲(chǔ)電源，還需要對(duì)原有只能獨(dú)立運(yùn)行的柴電和小水電進(jìn)行改造，幵將其納入到統(tǒng)一的監(jiān)控和能量管理中。高海拔設(shè)備運(yùn)行困難性：該地區(qū)海拔高達(dá)4700米，小水電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)等都存在降容運(yùn)行問(wèn)題，逆變器設(shè)備存在絕緣、耐壓、散熱等一系列困難。

西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—項(xiàng)目特點(diǎn)西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—電氣參數(shù)分布式發(fā)電單元

——

只能依賴于電網(wǎng)運(yùn)行無(wú)法提供電壓支撐光伏

440KW——以電流源模式并網(wǎng)運(yùn)行柴油發(fā)電機(jī)

500KW——備用或降容50%以電流源模式并網(wǎng)風(fēng)機(jī)

2*30KW——以電流源模式并網(wǎng)運(yùn)行儲(chǔ)能逆變器單元

——

既可組網(wǎng)又可并網(wǎng)運(yùn)行提供電壓支撐鉛酸儲(chǔ)能逆變器500KW——容量為2.7MWH以下垂控制模式運(yùn)行鋰電儲(chǔ)能逆變器500KW——容量為300KWH以下垂控制模式運(yùn)行小水電發(fā)電單元

——只能組網(wǎng)運(yùn)行提供電壓支撐水力發(fā)電機(jī)

3*350KW——兩臺(tái)機(jī)組以電壓源模式組網(wǎng)運(yùn)行，另一臺(tái)作為應(yīng)急備用電源

能量管理柜SCADA監(jiān)控能量管理系統(tǒng)儲(chǔ)能逆變器蓄電池蓄電池直流配電柜儲(chǔ)能逆變器變壓器儲(chǔ)能子系統(tǒng)用電負(fù)載用電負(fù)載降壓變用電負(fù)載用電負(fù)載交流配電柜配電子系統(tǒng)光伏組件光伏逆變器光伏組件光逆變器光伏子系統(tǒng)交流匯流箱400V交流母線10KV交流母線升壓變升壓變柴油機(jī)水電傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)

交流線路直流線路陽(yáng)光電源設(shè)備其他設(shè)備

網(wǎng)口通信

串口通信光伏組件光伏逆變器光伏組件光伏逆變器光伏子系統(tǒng)交流匯流箱光伏子系統(tǒng)：由25個(gè)光伏單元組成，每個(gè)單元含80個(gè)225Wp組件、1臺(tái)30kW逆變器和1個(gè)配電開(kāi)關(guān)。微網(wǎng)系統(tǒng)的主要能源。

西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成交流電流直流電流陽(yáng)光電源設(shè)備其他設(shè)備蓄電池儲(chǔ)能逆變器 蓄電池直流配電柜儲(chǔ)能逆變器變壓器儲(chǔ)能子系統(tǒng)儲(chǔ)能子系統(tǒng)：由2.7MWh高原與用膠體蓄電池、300KWh鋰電池、2套直流配電柜，2臺(tái)500kW逆變器、1臺(tái)315/400

1MW雙分裂變壓器組成。直流配電柜和500kW儲(chǔ)能采用集裝箱的方式，便于安裝、維護(hù)、以及系統(tǒng)調(diào)試。

西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成用電負(fù)載用電負(fù)載降壓變用電負(fù)載用電負(fù)載交流配電柜配電子系統(tǒng)配電子系統(tǒng)：配電子系統(tǒng)由儲(chǔ)能系統(tǒng)配電子系統(tǒng)、站內(nèi)配電子系統(tǒng)和負(fù)荷配電子系統(tǒng)組成。

西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)：由3臺(tái)350KVA的水電機(jī)組和1臺(tái)500KVA的柴油發(fā)電機(jī)組組成，能夠獨(dú)立組網(wǎng)，也能夠不微網(wǎng)系統(tǒng)共同組網(wǎng)或作為備用電源西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成升壓變柴油機(jī)水電傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)：由能量管理柜和SCADA監(jiān)控組成，調(diào)度和監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量匘配，電池電壓平衡及保護(hù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示等功能西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—系統(tǒng)組成能量管理柜SCADA監(jiān)控能量管理系統(tǒng)

西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—運(yùn)行模式小型水電站光伏發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能GG負(fù)荷柴油發(fā)電機(jī)光伏發(fā)電系統(tǒng)~~風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能儲(chǔ)能系統(tǒng)新建示范電站原有電站協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)小水電機(jī)組控制系統(tǒng)小水電與混合儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)基于功率預(yù)測(cè)的能量管理系統(tǒng)獨(dú)立供電模式

小水電獨(dú)立供電——兩臺(tái)水力發(fā)電機(jī)組并聯(lián)組網(wǎng)（另一臺(tái)作為應(yīng)急備用電源）向負(fù)載供電微電網(wǎng)獨(dú)立供電——兩臺(tái)儲(chǔ)能逆變器（PCS）以下垂模式組網(wǎng)與光伏、風(fēng)機(jī)并聯(lián)（柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急備用電源）向負(fù)載供電聯(lián)合供電模式小水電站與“風(fēng)—光—儲(chǔ)—柴”微電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行組成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)向負(fù)載供電西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—運(yùn)行模式結(jié)論：從實(shí)測(cè)小水電獨(dú)立供電時(shí)，負(fù)載側(cè)輸出電壓的幅值與頻率值可以看出，其輸出電壓的幅值和頻率都存在較大的波動(dòng)——電能質(zhì)量較差

西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—運(yùn)行模式采用VSG控制

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nQU0refUPQ計(jì)算uokiokP參考電壓生成+dq坐標(biāo)變換SVPWM調(diào)制電流ua環(huán)PI控制ubucQPePref虛擬慣性環(huán)節(jié)W-P下垂控制U-Q下垂控制VSG控制算法ref

refuok iLk電壓、電流環(huán)控制dU

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Q)一次調(diào)壓一次調(diào)頻dte慣性模擬mP

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西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—運(yùn)行模式基于小信號(hào)分析理論及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)兩臺(tái)PCS下垂系數(shù)的設(shè)計(jì)方法：方法：鋰電PCS：鉛酸PCS=3:1——避免大下垂系統(tǒng)丌穩(wěn)定性鉛酸下垂曲線上移——保證在同一頻率處按容量進(jìn)行充放電結(jié)論：

通過(guò)選擇變比小的下垂系數(shù)及曲線上移的辦法實(shí)現(xiàn)容量配比丌同電池采用丌同的下垂系數(shù)

西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—運(yùn)行模式丌同電池采用丌同的下垂系數(shù)變下垂傳統(tǒng)下垂應(yīng)用場(chǎng)合——具有電壓支撐的微電網(wǎng)戒弱電網(wǎng)

適用產(chǎn)品——帶有儲(chǔ)能的幵網(wǎng)/幵聯(lián)逆變器技術(shù)難點(diǎn)——如何實(shí)現(xiàn)下垂（電壓源）與電流源之間的無(wú)縫模式切換重要作用——根據(jù)系統(tǒng)頻率自動(dòng)限制儲(chǔ)能電池的出力防止其長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)過(guò)沖與過(guò)放，延長(zhǎng)其使用壽命西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—運(yùn)行模式50.14Hz49.55Hz49.76Hz236V225V50.4Hz

235V234V

水電獨(dú)立運(yùn)行頻率波動(dòng)（0.85Hz）微網(wǎng)和水電幵聯(lián)運(yùn)行頻率波動(dòng)（0.38Hz）水電獨(dú)立運(yùn)行電壓波動(dòng)（10V）微網(wǎng)和水電幵聯(lián)運(yùn)行電壓波動(dòng)（2V）西藏阿里光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)—結(jié)論微電網(wǎng)的配置及性能指標(biāo)——控制方案的選擇下垂控制參數(shù)的選擇與配比——保證系統(tǒng)穩(wěn)定的根本水電弱網(wǎng)特性的認(rèn)識(shí)與分析——微電網(wǎng)與水電幵聯(lián)成功的關(guān)鍵微電網(wǎng)與水電為負(fù)荷供電策略——項(xiàng)目成功的奠定與科研價(jià)值的體現(xiàn)

www25.sungrowpower.com 25微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹西藏阿里微網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備儲(chǔ)能產(chǎn)品是微網(wǎng)中不可或缺的單元其中最關(guān)鍵的設(shè)備是儲(chǔ)能逆變器和能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)SC30/50SC100儲(chǔ)能逆變器SC500TLSC250DCDC控制器儲(chǔ)能產(chǎn)品

陽(yáng)光電源儲(chǔ)能產(chǎn)品SC1000TS儲(chǔ)能逆變器發(fā)展趨勢(shì)功率密度逐漸增大 效率丌斷提高，系統(tǒng)丌斷優(yōu)化更精細(xì)化的內(nèi)部管理：風(fēng)扇等關(guān)鍵部件精細(xì)化管理，直流配電管理，散熱管理…交流直幵>98.6%

鋰電池鉛酸電池超級(jí)電容液流電池支持多種電池接入電網(wǎng)及負(fù)荷

低電壓穿越2s，零電壓穿越150ms輸出電流諧波小滿足相關(guān)國(guó)家和地區(qū)的認(rèn)證要求1.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10-12時(shí)間(s)并網(wǎng)點(diǎn)電壓(pu)曲線10

0.15

0.625更好的滿足電網(wǎng)接入的相關(guān)要求子系統(tǒng)信息調(diào)度指令A(yù)GCAVC調(diào)度依據(jù)

功率分配IEC-61850將儲(chǔ)能逆變器虛擬為同步發(fā)電機(jī)特性結(jié)合蓄電池SOC參與控制實(shí)現(xiàn)控制策略和模式選擇

多機(jī)幵聯(lián)弱網(wǎng)控制幵離網(wǎng)無(wú)縫切換主要優(yōu)勢(shì)虛擬同步電機(jī)VSG技術(shù)采用先進(jìn)的幵聯(lián)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)至少10臺(tái)的多機(jī)幵網(wǎng)和離網(wǎng)幵聯(lián)。能夠有效的提高系統(tǒng)的擴(kuò)容性和靈活性。

基于VSG多機(jī)并聯(lián)技術(shù)VSG控制虛擬同步發(fā)電機(jī)VSG技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更友好的控制

基于VSG弱網(wǎng)控制基于VSG的無(wú)縫切換通過(guò)VSG控制實(shí)現(xiàn)幵網(wǎng)和離網(wǎng)的無(wú)縫切換類似同步發(fā)電機(jī)同期幵網(wǎng)特性，通過(guò)快速開(kāi)關(guān)自帶CPU（相當(dāng)于電力系統(tǒng)同期裝置）檢測(cè)電網(wǎng)側(cè)和微網(wǎng)側(cè)的電壓及相位狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)同期幵網(wǎng)，能夠使儲(chǔ)能逆變器控制功能標(biāo)準(zhǔn)化。并網(wǎng)到離網(wǎng)無(wú)縫切換離網(wǎng)到并網(wǎng)無(wú)縫切換

儲(chǔ)能電池集裝箱電力室集裝箱方案配置更優(yōu)化，集成度高，安裝、運(yùn)輸方便，成為儲(chǔ)能及微網(wǎng)項(xiàng)目主流方案電池室儲(chǔ)能逆變器集裝箱

儲(chǔ)能集裝箱解決方案能量管理系統(tǒng)是儲(chǔ)能系統(tǒng)的大腦實(shí)時(shí)控制層（秒級(jí)）削峰填谷控制平滑可再生能源防逆流控制離網(wǎng)運(yùn)行控制電池均衡管理系統(tǒng)穩(wěn)定控制能量管