[實(shí)用新型]基于多類型分布式電源及儲(chǔ)能單元的微電網(wǎng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120533219.X
• 申請(qǐng)日: 2011-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202435048U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華光輝;吳福保;赫衛(wèi)國(guó);張新龍;汪春;劉海璇;董大興;梁碩;杭晗;張祥文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28;H02J3/38;H02J13/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于多類型分布式電源及儲(chǔ)能單元的低壓400V單母線微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，屬于分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

新世紀(jì)來(lái)，發(fā)展可再生能源已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)能源危機(jī)、環(huán)境保護(hù)和自然災(zāi)害等問(wèn)題的重要舉措。分布式發(fā)電作為可再生能源利用的一種重要形式，在世界范圍了得到了快速的發(fā)展。分布式發(fā)電的大規(guī)模接入對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理帶來(lái)了新的問(wèn)題，而微電網(wǎng)能夠?qū)Ψ植际桨l(fā)電實(shí)現(xiàn)有效的整合及靈活、智能的控制，是解決分布式發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題的一種重要的技術(shù)手段，近年來(lái)得到了普遍的關(guān)注。

微電網(wǎng)作為促進(jìn)可再生能源的友好接入的一種技術(shù)手段，是智能電網(wǎng)重要的組成部分。近年來(lái)，我國(guó)能源行業(yè)對(duì)微電網(wǎng)的關(guān)注程度日趨增高，目前已有多個(gè)企業(yè)單位開(kāi)展了微電網(wǎng)試點(diǎn)工程的建設(shè)，在商業(yè)街區(qū)、智能小區(qū)、工廠廠房以及偏遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)均有規(guī)劃試點(diǎn)，部分項(xiàng)目已經(jīng)建成并投入運(yùn)行。由于分布式電源、儲(chǔ)能單元以及負(fù)荷的多樣性，有必要提出一種微電網(wǎng)典型一次主接線圖。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提出一種適用具有多種分布式發(fā)電電源以及多種儲(chǔ)能單元的低壓400V單母線微電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)，包括分布式發(fā)電單元，通用變流器，儲(chǔ)能變流器，負(fù)荷，有源電力濾波器，無(wú)功補(bǔ)償器，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，公共連接點(diǎn)。

系統(tǒng)還包括電力系統(tǒng)附屬設(shè)備。

其中所述的分布式發(fā)電單元為以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備。

微電網(wǎng)系統(tǒng)支路設(shè)置支路開(kāi)關(guān)。

采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，能夠組建含有風(fēng)電、光伏、微型燃機(jī)發(fā)電、柴油機(jī)發(fā)電等分布式電源和鐵鋰電池、鉛酸電池、液流電池、飛輪儲(chǔ)能等多種儲(chǔ)能單元的微電網(wǎng)系統(tǒng)，有利于微電網(wǎng)的設(shè)計(jì)、控制、維護(hù)與擴(kuò)容，能夠提高微電網(wǎng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1為典型400V低壓母線微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

分布式發(fā)電通常是指發(fā)電功率在幾千瓦至數(shù)百兆瓦的小型模塊化、分散式布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電單元。主要包括：以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、太陽(yáng)能發(fā)電（光伏發(fā)電、光熱發(fā)電）、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等，在我國(guó)主要以光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電為主。

微電網(wǎng)是一種由分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和負(fù)荷共同組成的小型低壓系統(tǒng)。微電網(wǎng)內(nèi)部的電源以清潔能源為主，主要由電力電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)電能的變換，并提供必需的控制。微電網(wǎng)相對(duì)于外部電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的自治受控單元，可同時(shí)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全方面的需求。微電網(wǎng)一般具有“微型、清潔、自治、友好”的基本特征。微型主要體現(xiàn)在電壓等級(jí)低，系統(tǒng)規(guī)模小，便于電能就地利用。清潔是指微電網(wǎng)內(nèi)的分布式電源以風(fēng)電、光伏等清潔能源為主，或者以能源的高效綜合利用為目標(biāo)的發(fā)電形式。自治是指微電網(wǎng)通過(guò)綜合調(diào)節(jié)分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和負(fù)荷實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部電量的自平衡。微電網(wǎng)的友好特性主要體現(xiàn)在對(duì)大電網(wǎng)的支撐作用、為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力以及實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)的平衡切換上。

儲(chǔ)能單元主要有物理儲(chǔ)能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、化學(xué)儲(chǔ)能（如各類蓄電池、鋰電池、燃料電池、液流電池、超級(jí)電容器等）和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能等）等。從微電網(wǎng)的規(guī)模、特點(diǎn)等方面來(lái)看，適用于微電網(wǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)主要有電池儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等。儲(chǔ)能系統(tǒng)一般由兩大部分組成：由儲(chǔ)能元件組成的儲(chǔ)能裝置和由電力電子器件組成的電網(wǎng)接入裝置。儲(chǔ)能裝置主要實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存、釋放或快速功率交換。電網(wǎng)接入裝置實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置與電網(wǎng)之間的能量雙向傳遞與轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)峰、能源優(yōu)化、提高供電可靠性和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等功能。

儲(chǔ)能系統(tǒng)是構(gòu)建微電網(wǎng)的不可或缺的組成部分，是微電網(wǎng)在自治運(yùn)行時(shí)達(dá)到安全、高效、可靠的必要保障。微電網(wǎng)中的儲(chǔ)能系統(tǒng)中具有以下重要作用：（1）并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)中總發(fā)電功率與負(fù)荷總需求功率不平衡時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)吸收或者釋放系統(tǒng)的功率；（2）獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能環(huán)節(jié)可支持微電網(wǎng)自主穩(wěn)定運(yùn)行，平抑系統(tǒng)擾動(dòng)、維持發(fā)電/負(fù)荷動(dòng)態(tài)平衡、保持電壓/頻率穩(wěn)定；（3）離網(wǎng)和并網(wǎng)相互切換時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備作為主電源，保證重要負(fù)荷電壓穩(wěn)定，同時(shí)實(shí)現(xiàn)平滑切換。

微電網(wǎng)就地控制器由所有針對(duì)負(fù)荷和線路的測(cè)控保護(hù)設(shè)備和分布式電源控制器組成，具體包括負(fù)荷控制器、分布式發(fā)電單元控制器、儲(chǔ)能控制器，在微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)就地控制器還將包括主電源控制器。