分布式光儲微電網設計及應用研究

2017-10-25 15:29:15 新材料產業　點擊量：評論 (0)

微電網作為實現大規模分布式光伏利用的重要途徑，規劃建設分布式光儲微電網，可降低用能系統對大電網的依賴。總體來說，發展分布式光儲微電網的意義主要有以下4個方面：第一，平滑光伏發電的輸出功率波動。由于光

微電網作為實現大規模分布式光伏利用的重要途徑，規劃建設分布式光儲微電網，可降低用能系統對大電網的依賴。總體來說，發展分布式光儲微電網的意義主要有以下4個方面：

第一，平滑光伏發電的輸出功率波動。由于光伏發電具有很強的間歇性、波動性和不確定性，接入電網時會帶來很大的沖擊。通過配置適量的儲能裝置，可使得光伏發電對整個電網來說具有功率可控性與可調度性，有效提高光伏發電接入電網的穿透率。

第二，降低電網負荷峰谷差值，提高電網設施利用率。現有電力系統如果配置了足夠大容量的儲能系統，能夠大規模地儲存電能，即在負荷低谷時段內將電能儲存起來，并在負荷高峰時段將其釋放出來，這樣也可以減少電網設施的配置容量，提高輸配電設備的利用率，延緩現有配電網的建設。

第三，提高電源的備用容量，增強電網安全穩定性和供電質量。為保證一定供電安全可靠性，必須對現有的電源提供備用容量，這樣當大電網出現故障時，可將儲能系統作為備用電源，臨時組建微電網，為重要負荷提供備用電源直至電網恢復。

第四，應急備用電源。當出現電網電能質量很差、拉閘限電或故障停電時，光儲微電網可脫離電網，由儲能變流器通過電池建立穩定電壓，保證光伏正常發電，為本地重要負荷獨立供電，提供應急備用電源。

一、分布式光儲微電網的發展現狀

光儲微電網可以看成是一組由分布式光伏、儲能裝置、本地負荷組成的包括發、輸、配、用管理系統在內的小型局域電網，并通過唯一的公共連接點接入大電網，既可以并網運行也可以獨立運行。微電網中的電源以光伏等分布式發電電源為主，容量相對較小(一般50MW以下)。相比于傳統的大電網供電方式，分布式光儲微電網可以更好地滿足用戶越來越高的安全和可靠性要求，并為不同的用戶提供多樣化及個性化的供電需求。

微電網自2001年由美國學者提出以來，目前在全球各地得到了廣泛的關注并得到了示范應用，但截至目前為止，全球不同的國家及研究機構對微電網的定義和研究側重點各有不同，比如美國對微電網的研究著重于利用微電網提高電能質量和可靠性;日本則在微電網方面的研究強調對可再生能源的利用;歐洲微電網的研究則更關注多個微電網的互聯和市場交易等問題。

分布式光儲微電網是保證我國能源可持續發展戰略實施的有效途徑之一,發展潛力巨大。國家電網的“十三五”規劃中指出，分布式電源發展是能源變革的方向之一。以光伏為主的分布式電源開發主要本著“因地制宜，科學利用”的原則，從本質上講就是在用戶側就近安裝電源，就近消納，從而提高用電效率，減少輸電損耗與成本。

可以預見，隨著我國電改9號文的深入實施，現有供電系統中，政府職能與企業職能將逐步分開，發電與輸配電網徹底分離，發電側競爭市場機制的建立，從而為分布式能源系統的發展奠定了堅實的基礎。正在發生中的能源變革也為分布式電源在電網中應用提供了巨大機遇。國網公司提出的“十三五”電網規劃中，明確提出要認真落實國家關于推動能源生產和消費革命的戰略部署，并逐步優化配電網結構，建設智能配電網，適應分布式電源點多面廣的發展特點，滿足分布式能源的靈活接入與高效利用，全力支持2020年全國100個新能源示范城市、200個綠色能源示范縣建設，最大限度滿足分布式新能源發展需要。

二、分布式光儲微電網的典型設計方案

1.分布式光儲微電網的組成

分布式光儲微電網主要包括分布式光伏發電系統、電池儲能系統以及相關的配電、能量管理系統(EMS)等。其中，有電網支撐時，光伏儲能系統作為微電網內的主要供電微電源，負荷用電主要來自于光伏發電，儲能系統則可以平滑光伏發電波動，提高微電源的電網接入友好性;電網停電時，光儲微電網則啟動應急備用供電功能，由儲能變流器建立微網母線支撐，光伏發電系統可為微電網內的負荷提供持續的能量供應。典型光儲微電網的系統構成如圖1所示。