[發(fā)明專利]一種并網(wǎng)型海島電網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510271935.8
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104852404A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于芃;孫樹敏;蘇建軍;呂天光;李廣磊;程艷;石鑫;李筍;王瑞琪;張用;趙鵬;毛慶波;趙帥
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)山東省電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電網(wǎng)技術(shù)工程化應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種并網(wǎng)型海島電網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國海島資源豐富，多數(shù)海島及周邊海域可再生資源豐富，如風(fēng)能、太陽能、波浪能、潮流能等。大力發(fā)展海島電網(wǎng)，構(gòu)建高效清潔的海島能源體系，不僅能夠保障海島穩(wěn)定電力供給，對保護(hù)海洋環(huán)境、促進(jìn)節(jié)能減排也具有重要的意義。我國于2009年底頒布了《中華人民共和國海島保護(hù)法》,并已明確指出“有居民海島的開發(fā)、建設(shè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用風(fēng)能、海洋能、太陽能等可再生能源和雨水集蓄、海水淡化、污水再生利用等技術(shù)”。

海島居民生產(chǎn)生活、海防軍事以及海島可再生能源開發(fā)依賴于可靠穩(wěn)定的海島電網(wǎng)建設(shè)。目前，海島電網(wǎng)一般分為并網(wǎng)性海島電網(wǎng)及獨立型海島電網(wǎng)，其存在以下問題：

獨立性海島電網(wǎng)與外部大電網(wǎng)沒有電氣連接，其島內(nèi)電力供給一般以來柴油發(fā)電機(jī)或者燃?xì)廨啓C(jī)作為主電源；由于獨立性海島電網(wǎng)沒有電力外送通道，因此其風(fēng)電、光伏等可再生能源開發(fā)規(guī)模受島內(nèi)最大負(fù)荷限制。

并網(wǎng)型海島電網(wǎng)通過海底電纜或者架空線路與外部大電網(wǎng)連接，海島豐富的風(fēng)電、光伏等可再生能源在滿足本島電力需求的同時，可通過海底電纜或架空線路向大電網(wǎng)送出，這種方式適宜于海島周邊海上風(fēng)電場等可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用。目前，我國對于面積較大、居民較多、海防位置重要的島嶼一般采用并網(wǎng)型電力接入，其供電穩(wěn)定性主要受海底電纜或架空線路故障率的影響。

海島電網(wǎng)的海底電纜以及架空線路的檢修難度大、周期長，特別是在冬季大風(fēng)天氣，海島電網(wǎng)送出線路的故障常導(dǎo)致數(shù)周的電力供給中斷，不僅影響了島內(nèi)軍民的正常生產(chǎn)生活，同時也造成了島內(nèi)風(fēng)電、光伏等可再生能源的極大浪費。

因此，對于并網(wǎng)型海島電網(wǎng)有必要進(jìn)行微電網(wǎng)建設(shè)，使得海島電網(wǎng)成為可與大電網(wǎng)靈活快速接入/退出的多特性電源/負(fù)荷單元，實現(xiàn)海島電網(wǎng)在并網(wǎng)、孤島兩種模式下穩(wěn)定運(yùn)行，避免海島電網(wǎng)對于海底電纜或者架空線路的依賴，提高海島電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性，同時為海島豐富的可再生能源提供堅強(qiáng)的電網(wǎng)送出通道。

對于并網(wǎng)型海島微電網(wǎng)建設(shè)，可以采用新建微電網(wǎng)以及原有電網(wǎng)的微電網(wǎng)改造兩種方式。并網(wǎng)型海島電網(wǎng)屬于電網(wǎng)的實際營業(yè)區(qū)，進(jìn)行全新的微電網(wǎng)建設(shè)不僅會導(dǎo)致原有電網(wǎng)線路、設(shè)備的不必要廢棄，同時還會引起極大的投資額度和工程量。在海島電網(wǎng)原有電網(wǎng)線路及設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)行微電網(wǎng)工程改造可有效降低工程規(guī)模，同時縮短微電網(wǎng)建設(shè)周期。

發(fā)明內(nèi)容

針對保障海島電網(wǎng)高質(zhì)量、高可靠性電能供給的客觀需求，本發(fā)明提出了一種并網(wǎng)型海島電網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在保留并網(wǎng)型海島電網(wǎng)原有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，完成儲能、光伏、風(fēng)電等多類型分布式電源的規(guī)?；こ探尤?、電網(wǎng)負(fù)荷主動調(diào)節(jié)以及海島電網(wǎng)多類型能源優(yōu)化協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)了海島電網(wǎng)的并網(wǎng)/孤島雙模式穩(wěn)定運(yùn)行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

一種并網(wǎng)型海島電網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括：

儲能系統(tǒng)，所述儲能系統(tǒng)通過升壓變壓器接入海島電網(wǎng)交流母線；

配電網(wǎng)負(fù)荷系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)負(fù)荷系統(tǒng)包括用戶負(fù)荷，用戶負(fù)荷通過快速固態(tài)開關(guān)與配電網(wǎng)負(fù)荷變壓器低壓側(cè)連接，所述配電網(wǎng)負(fù)荷變壓器高壓側(cè)接入海島電網(wǎng)交流配電網(wǎng)；

柴油發(fā)電系統(tǒng)，其作為海島電網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)處于孤島運(yùn)行時的主電源；所述柴油發(fā)電系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機(jī)組A和柴油發(fā)電機(jī)組B，柴油發(fā)電機(jī)組A經(jīng)配電網(wǎng)負(fù)荷變壓器接入海島電網(wǎng)低壓配電網(wǎng)，柴油發(fā)電機(jī)組B經(jīng)升壓變壓器接入海島電網(wǎng)交流母線來參與海島電網(wǎng)孤島運(yùn)行時的交流母線電壓穩(wěn)定控制；

風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其包括異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的定子輸出側(cè)串聯(lián)接入背靠背變流器，以實現(xiàn)傳統(tǒng)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越及無功功率控制，所述背靠背變流器輸出側(cè)經(jīng)升壓后送至海島電網(wǎng)交流母線；

光纖通信網(wǎng)，在海島電網(wǎng)中沿輸配電線路架設(shè)光纖，在輸配電線路的預(yù)設(shè)點處安裝光纖通信收發(fā)裝置，形成海島電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)；

微電網(wǎng)能量協(xié)調(diào)優(yōu)化與控制系統(tǒng)，其經(jīng)光纖通信網(wǎng)進(jìn)行海島電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實時匯集，并給海島電網(wǎng)內(nèi)各運(yùn)行設(shè)備下達(dá)運(yùn)行控制指令，實現(xiàn)海島電網(wǎng)的并網(wǎng)/孤島雙模式穩(wěn)定運(yùn)行、雙模式平滑切換。

當(dāng)所述儲能系統(tǒng)包括若干類混合儲能子系統(tǒng)時，每一類儲能子系統(tǒng)各通過一支路匯流后接入升壓變壓器低壓側(cè)。