30 EPEM 2019.8
电网运维
Grid Operation
国
家海洋局2016年12月26日印发《无居民海岛开发利用审批办法》，海岛开发和旅游逐渐规范并火热。影响海岛的开发及旅游的品质的一个关键点是基
础设施是否完善，其中电力是及其重要的一个环节。下面就以一个岛屿的供电模式进行浅析，提出海岛供电的一个解决方案[1]。
1 海岛现状
浙江省象山县石浦镇东部的大目洋与猫头洋交界海面上有座檀头山岛。西南近南田岛，北距象山县城丹城镇37.5公里，离石浦镇8公里，由石浦港乘航前往约需40分钟。岛呈南北向，东西长6.6公里，南北宽1.6公里，面积10.5平方公里。岛上原居民基本已全部搬迁，所以无国家电网提供居民用电。近几年来，檀头山岛良好的自然环境每年夏天吸引了许多游客，当地政府成立了旅游公司进行开发，同时也吸引了很多潜在的投资者。
由于无电，岛上居民都是自备发电机发电，目前檀头山岛用电负荷有两类：宁波海事局雷达站。现在临时负荷10kW、由柴油发电机（20kW）供电，长远规划正式接入国家公用电网后达到30kW，且负荷稳定，属重要负载；现岛上新迁入居民约20多户，居民用电也分为两类：一是以经营农家乐为主的饭店、旅馆，负荷大概有80~90kW，用柴油发电机150kW 统一供电。二是岛上散户居民，以经营旅馆为主，负荷大约100kW，用自买柴油发电机供电，
基于微电网的海岛供电解决方案
国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 郑经纬 萧山区环境监测站 孙沙青
杭州旭辐检测技术有限公司 张 芳 骆宇阳 汤倩文
摘要：以一个岛屿的供电模式为例提出了微电网用于岛屿供电保障的设想。微电网可根据岛屿大小及用电需求由“风、光、燃、储”全部或者其中一部分组成，可采取并网型新能源微电网，亦可采取离网型新能源微电网。
关键词：供电 微电网 风光燃储
一家一台。岛上两类居民负荷总计200kW，考虑到檀头山岛作为一个旅游景区，居民在自家原有的宅基地建旅馆的越来越多，负荷容量按500kW 考虑能达到现在居民用电需求。
2010年某能源公司在该岛筹建海岛风电场，全岛共安装850kW 变桨风力发电机组30台，总装机容量25500kW，项目已于2014年6月并网发电。项目设计年利用2169h，年上网电量5530万kWh。
2 海岛电源解决方案
檀头山岛整体电源解决考虑微电网方案。微电网是由分布式发电（DG）、用电负载、储能装置及控制装置四部分组成，微电网对外是一个整体，通过一个公共连接点与电网相连。
2.1 檀头山岛现有资源与微电网的符合度分析
分布式发电（DG）：某风电场30台850kW 风力发电机组；用电负载：宁波海事雷达站30kW（重要负载），一般负载200kW（居民、旅游业用电）；储能装置采用电池储能系统。控制系统：分布式发电控制采用风机综合控制系统[1-2]
，储能控制采用储
图1 檀头山岛现有电源点及用电负载分布图
基金项目:南方电网科技项目(ZBKJXM 20180080);国家工信部咨询课题(SEPRI-B 182005)三 Foundation item :Supported by the Science and Technology Project of China Southern Power Grid (ZBKJXM 20180080);Consulting Project of National Ministry of Industry and Information. 文章编号:1674-0629(2018)03-0027-08 中图分类号:TM 743 文献标志码:A DOI :10．13648/j ．cnki ．issn 1674-0629．2018．03．004 南方电网多能互补海岛微电网综述及展望 雷金勇,白浩,马溪原,喻磊,郭晓斌,刘英军,郝木凯,李广凯 (南方电网科学研究院,广州510663) 摘要:海洋强国战略推动了我国对南海资源的深度探索和合理开发,需要充分利用海岛周边区域的可再生能源,构建多能互补的海岛微电网,实现安全可靠的电力供应,以保障海岛开发建设和居民日常生活三基于南方电网在南海多能互补海岛微电网方面的技术成果,分析了自然气候和社会因素影响下南海海岛微电网面临的挑战,介绍了南方电网在海岛微电网方面的成果,包括多能互补方案二容量配置和储能系统选取方法三阐述了基于源-网-荷-储互动的分区控制策略,并展望了海岛微电网向海岛综合能源网的发展趋势三 关键词:海岛微电网;多能互补;源-网-荷-储;互动;综合能源 Summary and Prospect of Multi-Energy Complementary Island Microgrid Developed by China Southern Power Grid LEI Jinyong ,BAI Hao ,MA Xiyuan ,YU Lei ,GUO Xiaobin ,LIU Yingjun ,HAO Mukai ,LI Guangkai (Electric Power Research Institute ,CSG ,Guangzhou 510663,China ) Abstract :The maritime power strategy promotes the country to make deep exploration and reasonable development in the South China Sea.It is essential to make full use of renewable energy surrounding the island and build a multi-energy complementary island micro-grid.The island microgrid can realize safe and reliable power supply to guarantee island development and residents daily life.Based on technological achievements of multi-energy complementary island microgrid of China Southern Power Grid in the South China Sea ,the difficulties in island microgrid caused by the natural climate and social factor are analyzed ,multi-energy complementary solutions ,capacity configuration and storage system are introduced ,and zone control strategy based on source-grid-load-storage interaction is pro-posed in order to maintain stable operation of island microgrid.The development trend from island microgrid to island comprehensive energy network is also discussed finally. Key words :island microgrid ;multi-energy complementary ;source-grid-load-storage ;interaction ;comprehensive energy 0 引言 提高南海海洋资源开发能力,加强海岛建设,是强化海洋主权以及践行海洋强国战略的重要手段三安全可靠的电力供应是海岛开发建设和居民日常生活的基础保障[1]三近海大型群岛可通过海底电缆与陆地电网连接,但铺设成本高且检修难度大三偏远小型海岛难以通过海底电缆与陆地电网连接,主要依靠柴油机供电,供电可靠性差,发电成本高三 海岛区域通常蕴含着丰富的太阳能二风能等可 再生能源,充分利用当地的可再生能源建设多种能源互补发电系统,可有效地解决日益增加的岛屿用电量与薄弱的发配电系统之间的矛盾[2]三海岛微电网主要依靠可再生能源和储能提供持续稳定的电能,柴油发电机作为系统热备用,在可再生能源供能不足时进行电量补充[34]三 南方电网自2011年起开始进行以西沙群岛为主的多能互补离网海岛微电网关键技术研发三以建设智能二高效二可靠二绿色的多能互补微电网为目标,启动了万山海岛新能源微电网示范项目三在东澳岛二桂山岛等海岛构建了风光柴储多能互补的一体化海岛智能微电网系统[56]三在西沙群岛永兴岛上依托三沙市丰富的阳光资源建立了独立光伏智能微电网三 在规划设计方面,热带区域高温二高湿二高盐雾的特殊自然环境与南海争端最前沿复杂的社会环境增大了海岛微电网开发的难度三海岛微电网的规 第12卷第3期南方电网技术 Vol．12,No．3 2018年3月 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Mar ．2018万方数据
智能电网之微电网控制系统 智能电网之储能控制系统 特大型垂直轴风力发电系统 可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目名称及承办单位 (1) 1.2研究工作的依据和范围 (1) 1.3研究工作的重点 (2) 1.4推荐方案与研究结论 (3) 第二章项目背景与发展概况 (6) 2.1项目的提出 (6) 2.2项目的发展概况 (8) 第三章市场需求预测与建设规模 (9) 3.1产品现状及国际、国内市场概况 (9) 3.2建设规模 (37) 第四章建设条件与厂址................................................... 错误！未定义书签。 4.1原材料................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2供水 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3供电 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.4供热....................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.5厂址 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。第五章工程技术方案 (38) 5.1项目组成 (38) 5.2主要产品生产技术方案 (39) 5.3总平面布置及运输 (58) 5.4土建工程 (61) 5.5给水工程 (62) 5.6排水工程 (64) 5.7供电 (64) 5.8采暖和通风 (67) 第六章环境保护 (68) 6.1建设地点环境现状 (68) 6.2主要污染物和防治措施 (68) 6.3绿化 (68) 第七章节约能源 (69) 7.1设计依据 (69) 7.2节能措施 (69) 第八章职业安全卫生及消防 (70) 8.1设计依据 (70)
永兴岛供电及海水淡化解决方案 永兴岛是省三沙市政府驻地，是南海群岛重要的军事政治中心。永兴岛中心地处北纬16°52′，东经112°20′，呈椭圆形，东西长约1950米，南北宽约1350米，面积约2.6平方公里，平均海拔5米。 缺电缺水是海岛居民面临的主要问题。2014年前，永兴岛供电基本依赖柴油机组。2014年增建光伏微电网，配置了500kW光伏发电系统和1MWh储能系统，缓解了供电紧的问题。随着岛建设和发展，原有供电设施已经难以满足岛的用电需求。 为此，我公司提出如下永兴岛供电及海水淡化解决方案： 建设10kV单环网微电网系统，配备5MW集中式光伏系统和18MWh储能系统，白天充分利用新能源发电，夜间使用储能放电保证负荷供电。 另外，配置海水淡化工程作为可调负荷，满足白天消纳光伏。 新建的微电网系统与原有的10kV系统无缝对接为双环网系统，保障1～2MW的24小时稳定军用供电，同时提供岛其他居民用电。
方案一 高压保护装置 能量管理系统 永兴岛微电网系统一次拓扑图 PCS 10kV交流环网 低压保护装置 变压器T1 10kV/0.4kV 1# 400V交流母线2# 400V交流母线 高压保护装置 低压保护装置 变压器T1 10kV/0.4kV 差动保护装置 柴油发电机民用负荷 光伏阵列 交流环网柜交流环网柜 光伏阵列储能电池 PCS 军用负荷 PCS 中央控制器 海水淡化系统 1.1光伏系统 5MWp双玻光伏发电系统
●双玻光伏组件 ?三防性能优良 ?占地约0.1平方公里 ●500kW集中式光伏逆变器 ?效率98%以上、PQ可调 1.2 储能系统 18MWh集装箱式储能系统 ●53寸海岛型集装箱 ?优选关键器件 ?加强三防工艺 ?多级盐雾过滤 ?控温除湿 ●国首创4C兆瓦级系统 ?单个集装箱可达3MWh ?深充深放八千次 ?浅充浅放十万次 ?电池寿命：10年 ?充放电毫秒级响应、分钟级支撑 ?并离网无缝切换 ?VF无限并机 1.3 海水淡化系统 1～3MW集装箱式系统 ●低能耗、高效率 ●单个箱体参数： ?制水能力：1000吨/天
微电网是由多种分布式电源、储能系统、能量转换装置、负荷以及监控保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的独立自治系统。 凭借运行控制和能量管理等关键技术，微电网可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响，最大限度地利用分布式电源出力，提高供电可靠性和电能质量。将分布式电源以微电网的形式接入配电网，被普遍认为是利用分布式电源有效的方式之一。微电网作为配电网和分布式电源的纽带，使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入的(甚至是间歇性的)分布式电源。国际电工委员会(IEC)在《2010—2030 应对能源挑战白皮书》中明确将微电网技术列为未来能源链的关键技术之一。 示范工程是微电网相关技术及研究成果的集中验证和展示，对微电网的研究和应用均具有重要意义。目前全球规划、在建及投入运行的微电网示范工程超过400个，分布在北美、欧洲、东亚、拉美、非洲等地区。本文特对主要国家和地区的微电网示范工程进行介绍。 美国 美国在世界微电网的研究和实践中居于领先地位，拥有全球最多的微电网示范工程，数量超过200 个，占全球微电网数量的50% 左右。美国微电网示范工程地域分布广泛、投资主体多元、结构组成多样、应用场景丰富，主要用于集成可再生分布式能源、提高供电可靠性及作为一个可控单元为电网提供支持服务。 美国能源部对推进美国微电网的研究和发展起到了重要作用，其资助的微电网示范工程亦具有重要的典型意义。美国能源部于2009 年启动了可再生能源与分布式系统集成项目(renewable anddistributed systems integration，RDSI)，于5 年内投资5500 万美元在8 个州建设9 个微电网示范工程项目，旨在通过集成分布式能源降低电力系统的峰值负荷。该项目通过对微电网内部的分布式能源进行集成管理，至少能够降低15% 的配电馈线或变电站峰值负荷，从而减少大约25% 的配电设备容量和10% 的发电设备容量。 除了民用领域，美国的微电网示范工程还拓展到了军用领域。美国国防部与能源部、国土安全部合作，从2011 年开始，总计投入3850 万美元开展“蜘蛛”示范工程——面向能源、可靠性和安全性的智能电力设施示范工程(smart power infrastructure demonstration for energy, reliability andsecurity，SPIDERS)，在 3 个美军基地(珍珠港—西肯联合基地、卡森堡基地和史密斯基地)分别建设3个微电网示范工程，以支持基地的关键负荷。这 3 个基地微电网的规模和复杂程度递增，目标是通过示范工程总结出适用于军事基地应用的微电网标准和模板。 此外，近年来美国极端灾害天气频发，为此美国政府于2013 年发起总值1500 万美元的微电网资助贷款试点计划(micro-grid grant and loan pilot program)，资助全美27 个微电网示范工程的除设备采购外的设计、互联及其他工程费用，以防范飓风等极端灾害天气对电力供应带来的负面影响。 欧洲 欧洲重视可再生清洁能源的发展，是开展微电网研究和示范工程较早的地区，1998 年就开始对微电网开展系统的研发活动。欧盟在第五、第六和第七框架下支持了一系列关于发展分布式发电和微电网技术的研究项目，组织众多高校和企业，针对分布式能源集成、微电网接入配电网的协调控制策略、经济调度措施、能量管理方案、继电保护技术，以及微电网对电网的影响等内容开展重点研究，目前已形成包含分布式发电和微电网控制、运行、保护、安全及通信等基本理论体系，相继建设了一批微电网示范工程，例如
园 区 微 电 网 建 设 方 案 杭州品联科技有限公司 2017.3
一．项目背景 园区工程建设项目-智能微电网示范与研发中心，将充分利用园区内楼顶及空地安装一定容量的光伏发电与风力发电系统，并接入燃气轮机，储能装置，电动汽车充电站，模拟柴油发电系统，与大电网一起为园区内负荷供电，同时在研究生宿舍楼建设智能用电系统实现智能用电双向互动。 本方案将根据园区建设的实际情况，利用自身优势，搭建一套功能完善的微电网系统，以现实光伏，风力再生能源的最大化利用，节约储能系统建设成本，使得分布式可再生能源发电系统与整个园区内的配电网络协调运行。 改姓名集工程开放性，应用示范性，技术研发性和科普展示性于一体。 智能微电网示范与研发中心建设的主要内容包括： 1）新能源发电系统：本示范与研发中心将以光伏发电为主，并包含风力发电及燃气轮等新型能源，最终形成一个含多种分布式能源的微电网系统。 2）多种储能系统：本项目将建设综合铅酸蓄电池，铅酸铁锂电池，超级电容等多种形式的储能系统，保障微电网示范平台的安全可靠性，并实现电力削峰填谷及经济运行。 3）模拟柴油发电系统：本项目将选用一台50KW的模拟柴油发电机，布置于地下停车场。 4）电动汽车充电示范平台：建设一定规模的电动汽车充电设施，主要应用于小型车辆充电，且具备V2G扩展功能，后期实现能量的双向流动。 5）智能用电系统：以园区公寓为对象，对现有标计进行改造，运用用电采集器进行信息采集，通过用电能量管理系统，实现供电与用户的双向互动及用电能效的最优。 通过该平台的建设，希望实现以下功能： （1）实现光伏发电，风力发电、燃气轮机等分布式电源以及储能，电动 汽车能量转换单元等关键技术与设备的示范与应用，并开展如下技术研 究： 1）分布式电源与能量转换单元的布局优化、选型与结构设计；
智能电网中微电网优化调度综述 智能电网是一种智能技术系统，它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电，同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源，例如太阳能、风能，燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统，供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。 微电网是一种新型的网络结构，是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，使传统电网向智能网络的过渡[1]。 1、微电网的组成及结构 微电网是由多种分布式电源（既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机；又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等），再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活，可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点（PCC）与大电网连接，采用并网运行模式；还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时，在公共连接节点（PCC）处与大电网断开，采用孤岛运行模式。 典型的微电网结构如图1-1 所示。它是由热电联产源（CHP）如微型燃气轮机、燃料电池，非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器（MC）连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点（PCC）连接到配网中进行能量交换，双方互为备用，提高了供电的可靠性[2]。
海岛智能微电网继电保护研究 陈德志 张功辉 （珠海兴业绿色建筑科技有限公司 广东 珠海 519000） 摘 要： 随着海洋资源的不断开发和利用，海岛的开发越来越受到国家和社会的重视，然而，海岛的电力供应始终是制约海岛经济发展的瓶颈。保证海岛供电安全，提高海岛的供电可靠性则势在必行。研究海岛智能微网模型，讨论在微电网的过电流继电保护。鉴于微电源的多变性，微电网中潮流双向性以及短路故障电流小等特点，探讨采用先进的通讯设备，建立一套的继电保护系统。该系统能够不断追踪检测微电源的运行情况从而来改变过流继电器的整定值，从而使断路器在短路发生时能够及时地动作，确定并切除故障。 关键词： 海岛；智能微电网；自动检测；继电保护；潮流双向性 中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110088-01 如图1所示，该海岛微电网的保护系统由微电源（光伏发 0 引言 电、风力发电、柴油机发电等）、数字断路器，变压器，并网微电网在海岛上的应用是微电网应用的重大举措之一。随 逆变器，风能变流器，双向逆变器，以及主控机，交换机，总着海洋资源的不断开发利用，发展海岛经济越来越受到国家和 线等组成。该继电保护系统是基于先进的通讯设备和检测设社会的重视。然而海岛一般远离市区，海底电缆工程造价昂 备，监测微电源的运行情况，将运行数据回馈到主控机上，由贵，电力供应始终是制约海岛经济发展的瓶颈。某些海岛已经 主控机自动调整过流继电器的整定值，从而使得断路器能在线改变了当初单一依靠柴油机供电模式，充分利用太阳能，风能 路故障时及时切除故障，保障线路设备不受到损坏。 等新能源发电，形成了独具特色的风光柴蓄微电网供电系统。 图1中有三个微电源：光伏发电，风力发电以及柴油机发为了保障海岛的供电安全，提高海岛的供电可靠性，建立海岛 电（或蓄电池）。柴油机发电（或蓄电池）通过双向逆变器这智能微电网继电保护系统是势在必行的。 条支路对整个微电网系统起电压支撑的作用。如图1所示，低压 1 海岛智能微电网保护的特性 交流母线上并入微电源，通常微电源分布的地域范围较广，造海岛远离大陆，基本上无市电，相当于孤网运行。微电网 成低压交流母线的距离较长，为了更好更快地发现故障，在低的特殊结构决定了微电网的继电保护和普通配电网的不同，其 压交流母线上加装了断路器，将低压交流母线分为几段，这样特性有以下几点： 做的好处是能及时发现故障发生位置以及缩小受故障影响的区1）在普通配电网中，其结构一般都是放射型的，采用单 域。本文提出一个整定电流的办法，例如当低压母线上发生故电源供电模式，因此其潮流方向一般都是单向的，而在微电网 障k2，如图1所示，当发生短路故障k2时，此时的CB3.1按照以中，有多个分布式电源（DG）并在同一条交流母线上，这样对 下的公式整定 于某个节点来说，其潮流的方向是双向的。 2）在普通的配电网中，故障电流一般都很大，而在微电 网中，各个分布式电源采用电力电子装置给微电网供电，这样 K i指的是微电源对故障点短路电流的贡献系数。I DGi指的是当微电网发生故障时，微电源产生的故障电流较之普通配电网 微电源的额定电流。一般来说，采用电力电子装置接入微网的较小，就造成继电保护的灵敏性问题，因此需要新的继电整定 微电源，系数k i取2，而直接接入的微网的同步电源系数k i取5。方法。 假设为阴雨天气，光伏发电功率很小，则此时光伏发电对故障3）太阳能和风能，在无光或无风的特殊天气情况下，此类 电流贡献系数则为0。通过主控机的控制，整定值会根据光伏是清洁能源的发电功率几乎为零，那么低压线路上的故障电流则 否发电相应的做出调整。当CB3.1跳开之后，主控机根据控制会产生一定的变化，线路上继电器的整定值则需要重新调整。 程序，远程控制先后断开断路器CB2.1和CB1。这样不仅能准确 2 海岛智能微电网继电保护原理 地切除故障k2，而且监控人员根据控制屏上的显示发现故障位海岛智能微电网继电保护系统图如图1所示。 置，方便维修。 假设主变压器发生故障k1，断路器CB1根据整定值跳闸。 跳闸之后，断路器CB0在主控机的控制之下跟随CB1跳闸。这样 不仅能够切除变压器故障，低压侧仍然能够为负荷供电。而对 于负荷侧的故障k3，系统断开断路器CB3.4切除该故障，若 CB3.4没有跳闸，则CB3.3和CB3.5作为后备保护，切断光伏供 电、故障和低压交流母线的联系。 3 结语 海岛的电力供应是制约海岛经济发展的一个重要因素，确 保海岛的电力供应可靠就显得非常重要。太阳能，风能等清洁 能源的利用确实丰富了海岛上的电力来源，同时也有利于海岛 生态环境的保护。但此类清洁能源发电易受自然因素的影响， 变化较大，接入海岛微电网中会引起海岛供电网络的潮流变化 较大，对海岛微电网的继电保护提出了更高的要求。本文介绍 图1 海岛智能微电网继电保护系统图（下转第90页）
智能电网特点浅析 摘要：智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”。它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好的使用目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 关键词：智能电网技术电能 一．概论 针对电力系统在新世纪面临的分布式电源并网、电网利用系数低以及数字化技术的广泛应用等诸多挑战，北美和欧洲提出智能电网的概念，并展开了相关的研究工作。 智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”。它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好的使用目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 与传统电网相比，智能电网将进一步优化各级电网控制，构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系结构，通过集中于分散相结合的模式，灵活变换网络结构、智能重组系统构架、优化配置系统效能、提升电网服务质量，实现与传统电网截然不同的电网运营理念和体系。 智能电网将实现对电网全景信息（指完整、准确、具有精确时间断面、标准化的电力流信息和业务流信息等）的获取，以坚强、可靠的物理电网和信息交互平台为基础，整合各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流的动态分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。 智能电网的核心是实现对电网运行的快速响应，提高与分布式能源的兼容能力，从而提高整个系统的经济型、可靠性和安全性。 二．智能电网的主要特征 1 自愈 自愈是智能电网的一个突出特征，也是电网安全可靠运行的重要保证。它是指对于无论来自外部还是来自内部的对电网的损害，无需或仅需少量人为干预，实现电力网络中存在问
永兴岛供电及海水淡化解决方案 永兴岛是海南省三沙市政府驻地，是南海群岛重要的军事政治中心。永兴岛中心地处北纬16°52′，东经112°20′，呈椭圆形，东西长约1950米，南北宽约1350米，面积约2.6平方公里，平均海拔5米。 缺电缺水是海岛居民面临的主要问题。2014年前，永兴岛供电基本依赖柴油机组。2014年增建光伏微电网，配置了500kW光伏发电系统和1MWh储能系统，缓解了供电紧张的问题。随着岛内建设和发展，原有供电设施已经难以满足岛内的用电需求。 为此，我公司提出如下永兴岛供电及海水淡化解决方案： 建设10kV单环网微电网系统，配备5MW集中式光伏系统和18MWh储能系统，白天充分利用新能源发电，夜间使用储能放电保证负荷供电。 另外，配置海水淡化工程作为可调负荷，满足白天消纳光伏。 新建的微电网系统与原有的10kV系统无缝对接为双环网系统，保障1～2MW的24小时稳定军用供电，同时提供岛内其他居民用电。
方案一 永兴岛微电网系统一次拓扑图 变压器 10kV/0.4kV 变压器 10kV/0.4kV 柴油发电机民用负荷 交流环网柜交流环网柜 储能电池军用负荷 中央控制器 海水淡化系统 1.1光伏系统 5MWp双玻光伏发电系统 ●双玻光伏组件 ?三防性能优良 ?占地约0.1平方公里 ●500kW集中式光伏逆变器 ?效率98%以上、PQ可调
1.2 储能系统 18MWh集装箱式储能系统 ●53寸海岛型集装箱 ?优选关键器件 ?加强三防工艺 ?多级盐雾过滤 ?控温除湿 ●国内首创4C兆瓦级系统 ?单个集装箱可达3MWh ?深充深放八千次 ?浅充浅放十万次 ?电池寿命：10年 ?充放电毫秒级响应、分钟级支撑 ?并离网无缝切换 ?VF无限并机 1.3 海水淡化系统 1～3MW集装箱式系统 ●低能耗、高效率 ●单个箱体参数： ?制水能力：1000吨/天 ?功耗：约100kW
题目智能电网的现状和发展趋势 姓名卢乾坤学号2012416464 院系工学院 专业电气工程及其自动化 指导教师蔡彬职称教授 2014 年12 月12 日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言（或绪论） (2) 一、中国智能电网的现状和发展趋势 (3) （一）中国智能电网产业研究的目的和背景 (3) 1．我国向智能电网发展的意义 (3) 2．我国开发智能电网的背景 (4) 中国智能电网技术的进展和趋势 (4) 二、国外智能电网的现状和发展趋 (4) （一）美国进行智能电网改造 (4) （二）欧盟智能电网的发展趋势 (5) （三）日本大力发展智能电网 (5) 致谢 (6) 参考文献 (7)
智能电网的现状和发展趋势 电气信息与自动化学生卢乾坤 指导老师蔡彬 摘要：从智能电网的概念和功能出发，简介我国发展智能电网的意义，发展智能电网的大背景和社会物质文化条件以及当前智能电网技术进展和趋势，要努力的方向；分别简单介绍美国、日本、欧盟对智能电网发展的重视，一系列政策的实施，以企业对智能电网的发展领域和方向以及相关科研单位对智能电网研究的方向和趋势。 关键词：智能电网、发展趋势、发展意义、技术 The Status Quo and Development Trend of the Smart Grid Student majoring in electrical information and automation LuQiankun Tutor CaiBin Abstract：Starting from the concept and function of the smart grid, the introduction, the significance of the smart grid development in China, the development of smart grid, the background and social material and cultural conditions as well as the current smart grid technology, progress and trends to direction; Simple introduction to the European Union to the attention of the smart grid development in Japan, a series of policy implementation, to enterprise and direction in the field of smart grid development, and related scientific research units of the smart grid research direction and trend Key words: smart power grids, development tendency, implication of development technique
基于智能微电网技术的 永兴岛弱耦合型100kW直流微网设计方案1.项目概况 1.1.项目的任务和目标 对永兴岛太阳能和风能资源进行评估，提交项目实施方案，对100kW风光互补发电项目的发电量进行计算并对投资估算及财务效益进行初步分析，最终实现光伏发电与风力发电的互补。 1.2.工程地理位置 工程地址为海南省三沙市的永兴岛。该岛海南省西沙群岛同时也是整个南海诸岛中最大的岛屿，位于北纬16度50分，东经112度20分。岛的东西长约1850米，南北宽约1160米，面积约2.13平方公里。永兴岛是海南省下辖地级市三沙市人民政府驻地，岛上有市政、渔业和军用建筑设施等。 1.3.建设规模 永兴岛风光互补发电工程一期建设规模为100kW，采用固定太阳能电池组件装置、小型风机和蓄电池储能结合的设计思路，建造智能电网框架下的直流微网系统。 1.4.永兴岛的特点 永兴岛独特的地理位置使其具备了以下三个特点： （1）永兴岛的太阳能资源及风能资源丰富 （i）太阳能永兴岛全年日照时数长达3100小时左右，为全国Ⅱ类地区，太阳
直接辐射、散射辐射、总辐射量较高，适合开发太阳能发电。永兴岛全年总辐射量5983MJ/m2(1)，直接辐射量为3587.6 MJ /m2, 总辐射最大值出现在5、6两个月，占年总量的24.5%。从随季节的变化量看，以夏季最大，冬季最小，4-9月份辐射总量为3835MJ/m2，占年总量的64%。由辐射数据可以看出，永兴岛适宜进行光伏电站的建设。 （ii）风能永兴岛处于热带区域，有着常年的风能可供发电。本区有效风速(3~20米/秒)出现的时数为5000~7500 小时每年，其出现的时间百分率为60％~89％，有效风能密度150~500W/m2，属我国风能资源较丰富的地区，在海区中仅次于台湾海峡和巴士海峡的风能高值区(2)。 2）对土地利用和环境保护要求高 随着三沙市的基础设施的不断改建，其旅游资源必将得到进一步的开发。但永兴岛的土地面积仅为2.13平方公里，对土地的合理有效的利用就显得极其重要。该项目可以做到或基本做到“零占地”，即电站是分布在已建或将建的建筑物或电线杆上，这正好是分布式太阳能发电的优势。同时，作为一个远离污染源的海岛，自然和生态环境极佳，因而对其自然环境（空气、噪音、水源等）的保护就变得势在必行。 利用太阳能光伏发1kWh电能，就相应节约了0.4千克标准煤，同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳（C02）、0.03千克二氧化硫（S02）、0.015千克氮氧化物（NOx）。这对保护永兴岛的自然环境无疑将起到重要的作用。 3）对外部能源依赖性强 永兴岛电能目前主要靠柴油发电机组来保证。由于永兴岛远离大陆，燃料必须由大陆海运提供，且发电机组的功率不大（2台500kW的柴油发电机组），造成发电效率不高、基础建设投入高、系统维护的成本也较高，因而造成用电成本过高。 1.5.主要结论 高投资回报：永兴岛地区风能和太阳能资源丰富，可利用已建屋顶或在建屋顶，不需 1由《中国太阳能辐射资料库》（上海电力大学程文焕主编）查取到了永兴岛96年的太阳辐射资料。https://www.doczj.com/doc/be12198015.html,/news/detail.asp?serial=79076 2厦门大学图书馆区域研究资料中心 “西沙、南沙和中沙群岛进一步开发的设想”，2012.9.19
智能电网中的三级电网构架及微电网研究张晓东1，杨军2，孙元章2，贺继峰2，程哲2 （1．河南电力试验研究院，河南省郑州市450052； 2．武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市430072） Research on Three-level Power Grid Configuration and Its Micro-Grid in Smart Grid ZHANG Xiao-dong1，Y ANG Jun2，SUN Yuan-zhang2，HE Ji-feng2，CHENG Zhe2 （1．Henan Electric Power Research Institute，Zhengzhou 450052，Henan Province，China； 2．School of Electrical Engineering，Wuhan University，Wuhan 430072，Hubei Province，China） 摘要：2020年，我国将全面建成统一的坚强智能电网，电网的资源配置能力、安全稳定水平将显著提高，如何解决电网的安全稳定性与脆弱性成为实现坚强智能电网的关键。文章针对我国电网的特点，从安全性和灵活性角度出发，提出了基于输电网–配电网–微电网的三级电网构想。从三级电网的基本网络架构和电源配置出发，着重讨论了微电网的建设、构成、特征和作用，进而分析了微电网的规划、应急调度、动态分析、保护、控制、电能质量、评估等相关技术问题。 关键词：智能电网；三级电网；微电网；安全 0 引言 随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端日益突出。近年来世界范围内接连发生几次大面积停电事故，电网的脆弱性暴露得很充分。2008年年初，我国发生了大面积冰雪灾害天气和5.12汶川大地震，这对相应地区的电力系统造成了严重破坏。为了保证我国能源和电力的可靠供应，实现电力工业与环境的可持续发展，满足经济社会快速发展的用电需求，国家电网公司提出了立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网的发展战略。 为了建设统一坚强的智能电网，必须对各电压等级电网的电源分布、电源规模、电源结构进行全面统筹规划，形成布局合理、综合、完善的结构体系。本文提出建立基于输电网络、配电网络和微电网的三级电网构想，并从安全性和灵活性角度出发，规划电网大电源、应急电源的配置以及电网结构的建设，重点对微电网的建设、构成、特征等相关问题进行讨论，力求进一步提高电力系统应对灾害事故的能力[1-7]。 1 三级电网的基本结构及其电源配置情况 智能电网的建成会使系统整体的资源配置能力得到增强，但是系统各部分和各环节之间的相互依赖度大大提高，构成系统的众多设备、元部件故障，导致系统可靠性下降的概率也大大提高。为了保证电力供应的安全性和可靠性，应该使大、小电源合理布局和配置，在发展大机组集中发电、大容量、远距离输电的同注重电网的分层、分区，鼓励资源就近配置，电力负荷就地平衡，以尽可能降低远距离送电的安全风险，减少不必要的输电损失。2007年我国线损率为6.85%，有2223亿kWh电量在传输过程中损失。在负荷中心应该建设必要的支撑电源，确保在失去区外来电的情况下，保障负荷中心重要设施和基本负荷的电力供应。 电网结构是电力系统安全稳定运行的基础。合理的电网结构必须是各电压等级电网与电源分布、电源规模、电源结构统筹规划布局合理的、综合的、完善的结构体系。因此，在电源和电网规划设计阶段，要研究应对大风雪、冰雨、地震等自然灾害以及恐怖活动、战争等对电网安全的影响，高度重视电网结构布局的安全性及灵活性。国外大电网恶性事故，表面上很多是恶劣的自然灾害造成的，然而在某种程度上电网结构不合理是其根本原因。电网规模较小时，电源布局对电网结构起重要作用。随着系统规模的不断扩张，特别是智能电网的不断建设，电厂的作用相对弱化。因此，根据电网结构在
7 电工电气 (20 9 No.8) 作者简介：庞亚杰(1990- )，女，助理工程师，硕士，从事电力通信设计相关工作； 王志进(1978- )，男，高级工程师，本科，从事电力通信研究和设计相关工作。 基于EPON技术的海岛智能微电网通信系统研究与设计 庞亚杰，王志进 (中国电建集团海南电力设计研究院有限公司，海南 海口 570100) 摘 要：为解决远海岛屿微电网的运行稳定性、可靠性、安全性等问题，提出了一种基于以太网无源光网络（EPON）技术的海岛智能微电网通信系统设计方案。基于EPON 技术原理与组网优势以及海岛智能微电网通信系统需求，研究了海岛智能微电网通信网络整体架构，并对海岛光缆敷设方案以及EPON 光传输网络的具体组网方案进行了设计，实现了一个基于双EPON 光传输网络的高可靠性海岛智能微电网通信系统，实际应用表明，该通信系统可有效保障海岛微网的稳定运行。 关键词：海岛微电网；通信系统；EPON 技术；双网络；光纤通信 中图分类号：TM727；TM732 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2019)08-0017-04 Abstract: In order to solve the stability, reliability, safety and other operational problems of the remote island smart micro-grid this paper proposed a kind of design scheme of smart micro-grid communication system based on EPON technology. On the basis of the EPON technol-ogy principle and networking advantages and the demand for communication system of island smart micro-grid, this paper studied on the overall network architecture of the island microgrid communication system and designed the plan of cable laying and the specific network scheme of the EPON optical transmission network and realized a high reliability island intelligent micro-grid communication system based on dual EPON network. The practical application shows that the system can effectively guarantee the stable operation of the island micro-grid. Key words: island micro-grid; communication system; EPON technology; dual network; fiber communication PANG Ya-jie, WANG Zhi-jin （Powerchina Hainan Electric Power Design and Research Institute Co., Ltd, Haikou 570 00, China ） Research and Design of Smart Island Micro-Grid Communication System Based on EPON Technology 0 引言 我国海洋资源丰富，拥有海岛数量众多，且国家越来越重视海洋战略、海军建设及海岛经济的发展，而建设一个可靠稳定的海岛电网是海岛开发的基础，可以解决远海岛屿和大型海上设施的供电问题[1-2]。然而海岛独特的地理条件，使得传统电网技术已无法适应海岛电网的快速发展需求[3]，海岛微电网技术可充分利用当地光伏、风电、海洋能等清洁能源，是解决这一问题的一个行之有效的途径[4]，因此对海岛微电网的研究与建设具有很重要的实际意义。海岛微电网较大电网规模小很多，但同样涵盖电力系统发、输、变、配、用、调度各大环节， 而且包含的分布式电源种类多样[5-6]，所以微电网同样需要采用功率控制、继电保护、在线监测等方式来确保其安全稳定运行[7-9]，而实现这一目标的前提是微电网具备完整可靠的电力通信网络[10]。 本文首先对微电网通信需求进行了分析，接着对现有微网通信方式进行了对比并对以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)技术原理进行了阐述，在此基础上以西沙群岛这类远海岛屿为背景设计了一种基于EPON 技术的海岛智能微电网通信系统，该系统已于在南海一海岛智能微电网工程中投入使用，该海岛微电网是我国首个远海岛屿智能微电网，智能微网的建设使该岛屿的供电能力提高了8倍，而本系统的应用则有效保障了该微网的供电稳定性。 基于EPON技术的海岛智能微电网通信系统研究与设计