光伏微电网系统应用探究杨志祥

光伏微电网系统应用探究杨志祥

(珠海许继电气有限公司广东珠海519000)

摘要:结合珠海许继光伏太阳能微网实验平台的建设与应用,探讨微电运行控制的一些经验。

关键词:微电网光伏控制

1引言

微电网包括分布式电源(例如微型燃气轮机、燃料电池和光伏太阳能等)、储能装置(飞轮、储能电容和电池)和柔性负荷的低压配电系统。它既可以非自治方式并网运行,又可以自治方式独立运行。如果网内的微电源能够有效地管理和协调运行,会显著改善整体系统的性能。这要求微电网必须有能力处理正常状态(并网)和紧急(孤岛)状态下的运行:除了物理性的孤岛,绝大多数微电网在多数时间应在并网方式下运行,

2系统构成

实验平台由光伏/储能系统和10kV接入实验两部分组成,整体架构如下图:

光伏发电区,安装378块250Wp的单晶硅标准光伏板。光伏板与休息区防雷汇流箱之间采用光伏电缆连接,光伏发电经直流开关柜与一楼并网逆变器连接,装机容量约94.5kWp。

休息区顶部安装18块160Wp的BIVP双玻光伏板,光伏板与休息区防雷汇流箱之间采用光伏电缆连接,装机容量约2.88kWp,就近并网(220V市电)。休息区北侧为设备区,安装LED展示屏和防雷汇流箱,休息区顶部安装5支日光灯管晚上照明用。楼顶安装4个户外高清摄像头,24小时实时监控楼顶状况。监控信号分别连接到中央集控室。实验平台控制中心分为设备间和演示区。设备间内安装240块2V/420Ah蓄电池、在线监测系统、双向逆变器、并网逆变器、交流配电柜、实验平台控制系统、实验平台控制柜,实验平台控制屏。

通过交流配电柜接入负荷。一级负荷,86kW;二级负荷约120kW。双向逆变器控制策略如下:

a)当光伏发电量大于实验平台负荷时,剩余电量储存在蓄电池组或向市电网卖出多余部分电量;

b)当光伏发电量小于实验平台负荷时,由蓄电池补充电能,与光伏发电系统一起给实验平台负荷供电;

c)当阴雨天或晚上等极端情况下,由光伏发电系统和储能系统组成的整个实验平台系统能量不足时,由市电补充电能给实验平台负荷供电;

d)当大电网市电意外停电时,实验平台系统可根据当前光伏发电情况和蓄电池剩余容量的情况自动控制两级负荷的投切。如光伏发电不足,蓄电池剩余容量在70%(可设置)以上时,智能分布式电源给两级负荷供电;蓄电池剩余容量在70%以下时,系统自动切除二级负荷,保证一级负荷供电。考虑光伏发电量的波动性以及一级负荷的重要程度,对一级负荷智能供电,供电时间大约在1-2小时。

3结语

微点保护所面临的问题主要在于:1)短路电流大小和方向的变化,取决于是否有分布式电源接入;2)分布式电源接入处,故障检测灵敏性和快速性降低;3)由于分布式电源对故障的贡献导致电网断路器因临近线路故障而产生误动;4)增高的故障水平可能会超过目前开关的设计容量;5)配电网断路器的自动重合闸和熔断器动作策略可能失效,等等。微电网自适应保护是通过外部产生的信号或控制行为在线实时地修改保护策略,以响应系统状态或要求的变化。这种保护系统在微电网拓扑结构发生变化后马上进行整定值的再次计算。对来源于设备和电网的模拟或者数字信号进行实时连续的监测,并将状态评估程序集成到保护系统配置内,以监测分布式电源的运行状态,实现与保护系统直接的信息传递与集中控制。

参考文献:

【1】周志敏,纪爱华.太阳能光伏发电系统设计与应用实例【M】.北京:电子工业出版社,2010.

【2】李钟实.太阳能光伏发电系统设计与维护【M】.北京:人民邮电出版社,2010.

【3】陶顺,陈萌.微电网-架空与控制【M】.北京:机械工业出版社,2015..

作者简介:

杨志祥(1985-),男,硕士研究生,电力工程师,主要从事电力系统继电保护和配电网自动化等方面的研究工作。电话:13926939670,E-mail:13926939670@139.com

郭上华(1977-),男,高级工程师,总工程师,长期从事配电网智能设备及自动化终端的研究工作。

张维(1984-),男,硕士研究生,电力工程师,主要从事电力系统继电保护和配电网自动化等方面的研究工作。

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