天津中新生生态城智能营业厅风光储微网方案设计

天津中新生生态城智能营业厅风光储微网方案设计内容摘要：

地点的年平均风速不宜低于 ~，如果能满足该条件，就能保证当地的风力发电具有一定的经济性。 2）风速频率分布曲线 如果当地风况是一条比较平缓的风速频率分布曲线，说明当地一年中风速的日变化、月变化都相对较小，有效风速小时数较长，有利于用户对电能的充分利用。 3）无强烈的旋风和切变 风力发电机最容易遭受旋风和切变风速的破坏，风速与风向的剧烈变化，不仅使风力发电机出力发生剧烈波动，而且会使机组叶片承受强烈的振动 和应力，轻则极大降低风力发电机的使用寿命，重则会使及其损坏，因此风力发电机应避开设在有这种风况特点的地点。  安装地点选择 本项目中的风力发电机可安装在营业厅屋顶。 如果营业厅周围有较高大的障碍物，则要注意：第一，风机要安装在主风向的上游；第二，与障碍物（周围房屋）的距离应尽量保持在风力发电机组直径的 5 倍以上；第三，机组塔架应尽量高出障碍物 1倍的机组直径。 4. 储能系统建设方案 蓄 电池选购建议 电力系统蓄能技术主要有抽水蓄能、压缩空气 、飞轮蓄能、超导蓄能、超级电容、铅酸电池、锂电池、钠硫电池、液硫 电池 等方式。 随着智能电网、 微网 技术的发展，制热、制氢、制冷等新储能方式亦在一些实验项目中出现。 各种蓄能技术的规模和技术成熟度如图 41所示。 图 41 蓄能技术蓄能规模及技术发展成熟度 各种储能技术在其能量密度和功率密度方面均具有不同的表现，同时电力系统对储能系统不同应用提出了不同的技术要求，很少能有一种储能技术可以完全满足在电力系统中的各种应用，因此，必须兼顾双方需要求，选择匹配的储能方式。 目前比较典型的几种储能方式应用在光伏并网发电中的特性对比如下表所示： 表 41 各种储能方式特性对比 综合比较 各种储能类型 在新能源分布式发电领域的应用特点， 锂离子 电池在应用成熟度 和 能量效率 等方面，均比较适合本项目的设计要求 ，而且考虑到 场地因素的制约，电池也宜选用能量密度比较高的锂电池。 目前应用较为成熟的锂离子电池有 磷酸铁锂电池 、 钴酸锂 电池和 锰酸锂 等。 磷酸铁锂电池相 对于 其他锂电池 ，虽然 能量密度 相对较 低 ，但 安全性 和 耐高温 性能较好 ，造价 也比 其他锂电池低。 因此，建议本项目采用 磷酸 锂离子电池。 蓄电池组 及逆变器 储能系统电池组部分由 25kW*2h磷酸锂离子电池模块组成。 选用 80Ah、工作电压为 ， 则所需的 单体数量 Nd为： 196)(22 5 0 0 0 dN 25kW*2h蓄电池 由 196 节 80 Ah 电池 单体 串联而成 则蓄电池组的 额定电压Vr为 )( VV r  蓄电池组额定工作电压为 ， 正常工作电流 80A，可输出最大功率25kW，共需要 196块 单体 80Ah电池。 蓄电池组的逆变器采用 1台额定容量为 25kW的并网逆变器。 逆变器选型和要求同光伏逆变器。 储能装置的接入和安装  储能装置安装的原则 蓄能电池接入地点一般选择离重要负荷电气距离近； 便于安装和维护的地方； 选择具有公共安全隐患的电池组时，应远离人群、建筑集中的地方。  设备 及 接入方案 结合智能营业厅 的电气负荷分布和建筑条件，选择将储能设备安装在 营业厅的 顶层靠近外墙的设备间。 储能电池通过逆变器接入微网。 储能电池柜采用 25kWh电池柜 1个，规格为： ，总重量约500kg。  土建条件 墙壁需三面加 厚、一面泄力 ，泄力墙向楼外； 楼板 应有较强的承重能力； 远离生活区，设备噪音 65分贝； 除变电站一般要求外，室外安放沙箱； 工作环境 10℃ 40℃ 之间为宜； 与墙面距离 1m左右（调试、检修和通风）； 湿度、污秽等 级、信号干扰等方面按电站一般要求。 储能 充放电 控制 系统 对于储能系统，设计采用双向逆变器实现、 锂离子 电池储能系统与交流母线的能量相互。 双向逆变器采用逆变 /充电一体机可以实现纯正弦波输出、 110/220 Aac 交流输出电压，以及在交流逆变器中集合了蓄电池充电功能、交流自动切换开关等。 由于它具有与电网并网运行或脱离电网单独运行的双重功能，双向逆变器能够与发电机或者可再生能源系统一起，提供全天候或备 用电能。 储能系统配置的监控系统监控范围 应 覆盖温度 （包括电池温度和环境温度） 、电流、电池容量等各方面。 对于储能系统的系统各主要运行部位的温度，采用高精度温度传感器实时测量系统温度，以保证系统运行平稳高效。 放电电流以及充电电流的测量也是实时的，系统同时实时监控电压量值，以保证系统运行在最佳状态下，延长系统使用时间。 所有的监控数据均由子系统数据综合之后通过通讯总线系统将监控数据实时传输给 微网 监控管理系统。 5. 微网运行控制方案 微网 监控系统架构 微 网 集 中控 制 平 台蓄 电 池逆 变 器光 伏逆 变 器风 力 发 电逆 变 器负 荷 负 荷 负 荷„储 能控 制 器负 荷 监 控终 端光 伏控 制 器配 电 调 度风 电控 制 器 图 51 微网通讯网络结示意构图 光伏逆变器、风力发电机、蓄电池 逆变器均有相应的控制器实现就地控制，这些控制器 采用 以太网 接入微网集中控制 平台 ，实现 微网 通讯组网。 微网集中控制平台可通过以太网 和配电调度进行通讯。 微网 控制中心为一台嵌入控制屏的主机兼操作员站，同时可作为数据库服务器，是 微网 能量管理系统的主要人机界面，能全面监视整个 微网 一次设备的运行情况，实时分析 微网 的运行情况并获得整个 微网 优化和调整策略并快速自动执行，也能满足运行人员操作时直观、便捷、安全、可靠的需要，同时实现 微网 重要数据的实时存储。 微网运行方式 微网 监控管理系统从 配电网调度层、 微网 集中控制层、分布式电源和负荷就地控制层 三个层面进行综合管理和控制。 其中上层配电网调度层主要从配电网的安全、经济运行的角度协调调度 微网 （ 微网 相对于大电网表现为单一的受控单元）， 微网 接受上级配电网的调节控制命令。 中间 微网 集中控制层集中管理分布式电源和各类负荷，在 微网 并网运行时负责实现 微网 价值的最大化并优化 微网 运行，在 孤岛 运行时调节分布电源出力和各类负荷的用电情况实现 微网 的稳态安全运行。 下层分布式电源控制器和负荷控制器，负责 微网 的暂态功率平衡和低频减载，实现 微网 暂态时的安全运行。 1）配电网调度层 微网 对于 配 电网表现为单一可控、可灵活调度的单元，既可与 配 电网并网运行，也可在大电网故障或需要时与大电网断开运行。 配电网调度层对 微网 的运行状况进行监 测 ， 并可 在 下列情况下对微网 进行控制 ：  当配电网发生扰动时， 若 微网 未在规定时间内脱网进入孤岛运行，则配电网调度 机构 应立刻断开微网公共连接点处的断路器。  微网脱网 之 后，配电网调度机构应保证 在电网电压和频率恢复到正常运行范围之前 微网 不允许并网。 当配电网 电压和频率恢复到正常运行范围 后，微网必须经配电网调度机构的允许才得以恢复并网。  在特殊情况下（如微网所在的配电网馈线需要检修等），配电网调度机构可向微网集中控制平台发出 指令 要求微网脱网进入孤岛运行状态。  在特殊情况下（如发生地震、暴风雪、洪水等意外灾害情况），微 网可 在配电调度机构的统一调度下用作 配电网的备用电源向受端电网提供有效支撑，加速 配 电网的故障恢复。  在 配电网。