并网型微电网建设规模分析

2018-01-29 15:42:03 智见能源　点击量：评论 (0)

微电网作为未来电网的发展方向，在提高能源供应效率，降低损耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技术等方面具有重要作用。近年来紧跟分布...

微电网作为未来电网的发展方向，在提高能源供应效率，降低损耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技术等方面具有重要作用。近年来紧跟分布式能源发展步伐，一直致力于微电网工程设计，现通过《微网工程设计解析》系列报道，以某大楼并网型微电网工程设计案例，跟大家一起分享我们在微网工程设计过程中的经验。

一、边界条件

(1)微电网并网不上网运行方式;

(2)全年任何时候微电网运行无弃风弃光现象;

(3)在保证微电网安全运行的情况下，以最小的投资最优的运行策略获取最大的经济效益。

二、负荷分析

该工程记录了某大楼配电房内的10kV电能表上的相关电量数据，以及3月~11月的电费单，3~11月份平均每月用电量如下：

图1 智方大楼3月~11月10kV线路用电量数据

本工程的微电网系统与电网连接采取并网不上网的运行方式，即光伏、风电、储能所发电量均为负荷所消耗，考虑微电网分布式电源应尽可能少的弃风、弃光。因此，在设计微电网各系统的规模时，需要按负荷最低情况考虑。根据上图，5月份的电量最低，故采用5月份数据用于分布式电源规模计算。

图2 标准月工作日负荷曲线

图3 标准月非工作日负荷曲线

根据上面两图，标准月工作日最低负荷13.83kW，最高负荷25.31kW，全天用电量481.03kWh;非工作日最低负荷11.28kW，最高负荷17.04kW，全天用电量356.63kWh。白天(9：00~15：00)最低负荷15.04kW，最高负荷24.51kW。定义标准月有工作日21天，非工作日10天，计算标准月用电量为13668kWh。

三、分布式能源优化配置

该工程根据目前分布式能源接入电网的相关政策，选定并网不上网的模式。工程将以最小模式对各种能源形式进行优化配置，即负荷最小时分析光伏、风机及储能的规模。

(1) 分布式光伏优化配置

光伏所发电量全部为负荷所消耗，为了充分利用光伏所发电量，光伏发电功率不能超过负荷功率。因此，应取负荷功率最小，光伏发电功率最大时分析光伏装机规模。考虑到用户负荷的变化，光伏最大发电功率取负荷功率的50%左右。

本工程的标准月负荷曲线为最小负荷曲线，符合分析光伏建设规模的条件。同时，5月份月平均太阳辐射数值最大。因此，使用5月份太阳辐射数据进行分析。取5月份中每小时最大太阳辐射数值作最大辐射曲线，取光伏装机规模12.1kW，做光伏发电曲线，见图4中光伏发电功率曲线。

此时，光伏发电功率占负荷功率最大比例为56%，满足光伏发电功率不能超过负荷功率的条件。

图4 光伏发电曲线与负荷曲线对比

综上，分布式光伏装机规模按12.1kW考虑。

分布式风电优化配置

由于该大楼位于上海市区，周围有多栋大楼，风能资源条件一般，同时，风力发电度电成本较高，难以产生经济效益。

但是，配置风机有利于丰富微电网概念，有利于对微电网的研究，有利于对风力发电特性的研究，有利于多能互补的特性研究。因此，本工程选择风机装机规模为3kW，起示范和研究作用。

(2)储能优化配置

为了获取最大的经济效益，储能系统的主要应用模式为用户分时电价管理，利用峰谷电价差在不同的时段进行充放电。考虑在非夏季的情况下，以非工作日负荷曲线为标准，储能系统在谷时段进行充电，在峰时段进行放电。因本工程配置风力发电，装机规模为3kW，在储能的优化配置计算过程中，以负荷大于光储发电出力之和3kW为限制条件。光伏储能系统接入后的系统侧供电曲线见图5。

储能系统最大充放电功率13.20kW，每日充放电量为53.37kWh。考虑到铅碳电池的60%的放电深度，储能系统装机容量取90kWh。

考虑到节假日期间，大楼负荷较低，储能系统每年循环次数取336次。