分布式发电以及微网运行控制技术的应用与分析

为了解决风电、太阳能发电等分布式电源的间歇性、波动性，不能离网运行以及大量分布式能源接入对电网冲击大等问题，一种新的电网结构和技术——微网应运而生。目前，国家电网公司已经在全国多个地区启动了分布式光伏发电及微网运行控制项目，研究分布式光伏电源对配网的影响，未来，将能够实现绿色能源的友好接入，并为微网的运行控制积累经验。

除河南分布式光伏发电及微网运行控制试点工程外，国家电网公司还在杭州、西安两地的城网系统建设微网控制试点项目，在华北、内蒙古呼伦贝尔盟两地农网系统建设三处微网试点项目。

一、城网部分

（一）浙江公司

建设内容：

此项目共接入5个分布式发电储能及微电网系统，分别为浙江中试所微电网系统、杭州能源与环境产业园并网光伏发电站、电动汽车储能站、省电力公司屋顶光伏发电系统以及浙江日报大楼用户光伏发电系统。

五个系统通过光纤或公网无线方式把所采集的信息接入配网调度SCADA系统，开展以下七个方面的研究工作：

1. 含分布式电源及微电网的馈线自动化；

2. 含分布式电源的配网建模及重构；

3. 含分布式电源的配网智能优化调度；

4. 含分布式电源的配网供电可靠性评估；

5. 分布式电源的发电预测；

6. 含分布式电源的新型配网规划；

7. 分析分布式电源对配电系统运行的影响。

在上述理论研究工作完成并取得成果的基础上，在配电SCADA系统，实现以下五大功能：

1. 分布式电源／微网接入运行监控；

2. 分布式电源／微网综合展示；

3. 分布式电源及微网的协调控制；

4. 分布式电源及微网的馈线自动化分析；

5. 分布式电源的配电网建模。

通过项目的实施，在调度系统中全面监控分布式电源和储能系统，可以进一步增强电网的可观性和可控性，提高电网的可靠性，为智能电网的应用与管理起示范作用，可以取得

显著的社会效益和经济效益。

（二）陕西公司

建设内容：

此项目依托西安世界园艺博览会园区风光储微网一体化电动汽车充电站，以及智能电网展示项目的风光储微网开展建设。

·结合园区景观特点，利用充电站顶棚建设发电峰值容量50峰瓦的光伏发电系统；

·沿充电站A.口和出口道路一侧安装具有微风启动、轻风发电特点的2千瓦小型风力发电系统6台。形成安装容量为12千瓦的小型风力发电系统，连同充电站屋顶光伏发电系

统一起接入充电站供电网络；

·同时配置建设25千瓦／50千瓦时磷酸铁锂储能系统接入充电站主配电室；

·利用顶棚光伏太阳板分离出5峰瓦光伏发电和5千瓦/10千瓦时磷酸铁锂储能系统接入智能家居体验区，模拟家庭的新能源接入；

·部署包含了二次测控保护、通信与数据采集在内的设备和微电网集中管理系统，实现与充电站供电网络的协调运行，最终建成一个包含智能配电、风、光、储、微和电动汽车充电站等多种智能电网要素结合的实际运行的系统，利用微电网的实时调度与控制，实现整个系统的高效、安全运转，并借助世界园艺博览会的窗口，起到极强的示范和宣传作用。

结合已经招标的电动汽车充电站的建设方案，考虑到陕西省电力公司在世园会地点的土地征用实际情况，采用了在靠近充电站侧道路的草坪上部署6台2千瓦微风启动的风力发电机组的方案。同时，在充电站主接线的基础上，规划了风光储微网系统的一次接线布置方案。

二、农网部分

（一）华北公司

建设内容：

本项目以村庄模式与单户模式相结合的方式，进行基于风光储的微电网应用示范项目研究与建设。通过建立风光储微网系统，重点研究电网的安全控制，风光储不同运行模式的控制，不同运行模式下电压的控制，不同风机运行方式的控制，储能充放电的控制等智能化应用功能。同时研究微电网与大电网并网协调控制的问题。选择应用较成熟的风光储电气设备，进行各种试验研究，为今后在农网大规模推广应用积累经验。

1. 村庄模式

·村庄模式的建设内容包含光伏发电子系统、风力发电子系统、储能子系统、低压集电和配电子系统、微电网监控和能量管理子系统、电能计量子系统、电能质量监测和治理子系统、接入公用配电网子系统、通信子系统等。光伏发电和风力发电通过独立集电线路接入配电子系统。

·村庄模式的建设目标：形成一个低压400伏的微电网运行系统，既可以并网运行，也可以离网运行。

2. 单户模式

·单户模式包含光伏发电单元、风力发电单元、蓄电池储能单元、交流逆变单元、双电源切换单元、微电网协调控制单元等。

·单户模式的建设目标：为了贯彻落实国家新的能源发展战略，大力发展低碳经济，适应未来农村大规模应用分布式能源的需要，进行单户微电网的建设模式研究，为将来大规模应用做好技术储备。

（二）蒙东公司

1. 陈巴尔虎旗赫尔洪得移民村微网试点工程

·建设内容：该试点工程为典型的并网型微网，微网拟通过一回线路接入赫尔洪得35千伏变电站。微网内拟建150峰瓦光伏发电和100千瓦风力发电站，同时根据分布式电源的出力特性配置50kW×2h锂离子电池。150峰瓦光伏发电中，100峰瓦为集中式光伏发电站，50峰瓦为分布式屋顶光伏发电。

·研究重点：研究分散式光伏发电与集中式光伏发电的并网规划设计与运行技术；研究并网型微网与主电网的协调运行与互动技术；提出适用于并网型微网的信息采集/通信系统方案；提出满足不同需求的农网并网型微网典型建设模式。

·研究成果：掌握农网中分散式光伏与集中式光伏发电的并网规划设计与运行技术；开发集分布式电源/储能/负荷状态参数监测、无功补偿本地/远程控制投切、电能质量监测、电量抄录、远程通信、能量优化调度、保护等功能于一体的微网运行监控平台；提出并网型微网与主电网的协调互动技术方案；提出满足不同需求的农网并网型微网典型建设模式；完成陈旗微网试点工程的建设，实现微网与主网的协调优化互动，并可对微网设计方法、控制保护策略、与电网的互动策略及评价指标体系综合加以测试与试验。

2. 额尔古纳市太平林场微网试点工程

·建设内容：该试点工程为离网型微网，微网内拟建风光互补电站一座，含光伏发电系统250峰瓦，风力发电系统100千瓦，储能配置200kW×4h锂离子电池。

·研究重点：研究风光储集中互补电站的规划设计与优化运行控制技术；研究离网型微网中分布式电源／储能的协调控制技术；提出适用于离网型微网的采集／信息通信系统方案；提出满足不同需求的农网离网型微网典型建设模式。

·预期成果：掌握风光储集中互补电站的规划设计与优化运行控制技术；开发集分布式电源／储能／负荷协调控制、设备状态监测和电能质量监控于一体的离网型微网运行监控平台，可实现分布式电源／储能与负荷间、微网保护与控制间相互协调的综合监控；完成额尔古纳微网试点工程的建设，实现微网孤网模式下的安全稳定运行，并可对微网设计方法、协调控制箍略、保护策略及评价指标体系综合加以测试与试验。制定微网运行维护、管理规程和测试规范。

信息来源：《国家电网》杂志