園區(qū)微電網(wǎng)方案

1、品聯(lián)科技PinnetTechnologies園區(qū)微電網(wǎng)建設(shè)方案杭州品聯(lián)科技有限公司2017.3二項目背景園區(qū)工程建設(shè)項目-智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)中心，將充分利用園區(qū)內(nèi)樓頂及空地安裝一定容量的光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，并接入燃?xì)廨啓C，儲能裝置，電動汽車充電站，模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)，與大電網(wǎng)一起為園區(qū)內(nèi)負(fù)荷供電，同時在研究生宿舍樓建設(shè)智能用電系統(tǒng)實現(xiàn)智能用電雙向互動。本方案將根據(jù)園區(qū)建設(shè)的實際情況，利用自身優(yōu)勢，搭建一套功能完善的微電網(wǎng)系統(tǒng)，以現(xiàn)實光伏，風(fēng)力再生能源的最大化利用，節(jié)約儲能系統(tǒng)建設(shè)成本，使得分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)與整個園區(qū)內(nèi)的配電網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)運行。改姓名集工程開放性，應(yīng)用示范性，技術(shù)研發(fā)性和科

2、普展示性于一體。智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)中心建設(shè)的主要內(nèi)容包括：1）新能源發(fā)電系統(tǒng)：本示范與研發(fā)中心將以光伏發(fā)電為主，并包含風(fēng)力發(fā)電及燃?xì)廨喌刃滦湍茉?，最終形成一個含多種分布式能源的微電網(wǎng)系統(tǒng)。2）多種儲能系統(tǒng)：本項目將建設(shè)綜合鉛酸蓄電池，鉛酸鐵鋰電池，超級電容等多種形式的儲能系統(tǒng)，保障微電網(wǎng)示范平臺的安全可靠性，并實現(xiàn)電力削峰填谷及經(jīng)濟運行。3）模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)：本項目將選用一臺50KW的模擬柴油發(fā)電機，布置于地下停車場。4）電動汽車充電示范平臺：建設(shè)一定規(guī)模的電動汽車充電設(shè)施，主要應(yīng)用于小型車輛充電，且具備V2G擴展功能，后期實現(xiàn)能量的雙向流動。5）智能用電系統(tǒng)：以園區(qū)公寓為對象，對現(xiàn)有標(biāo)計進(jìn)

3、行改造，運用用電采集器進(jìn)行信息采集，通過用電能量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)供電與用戶的雙向互動及用電能效的最優(yōu)。通過該平臺的建設(shè)，希望實現(xiàn)以下功能：（1）實現(xiàn)光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電、燃?xì)廨啓C等分布式電源以及儲能，電動汽車能量轉(zhuǎn)換單元等關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備的示范與應(yīng)用，并開展如下技術(shù)研究：1）分布式電源與能量轉(zhuǎn)換單元的布局優(yōu)化、選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計;2）分布式電源與能量轉(zhuǎn)換單元的性能測試；3）分布式能源與能量轉(zhuǎn)換單元的并網(wǎng)特性及控制（包括暫、穩(wěn)態(tài)特性分析）4）電動汽車的V2G技術(shù)。（2）實現(xiàn)一個綜合多種能源與多種負(fù)荷形式的微電網(wǎng)的示范與應(yīng)用，并開展微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與運行關(guān)鍵問題的研究，內(nèi)容如下：1）微電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計；2）

4、微電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)、孤島兩種方式及過渡過程的安全穩(wěn)定運行；3）微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制、保護與通信；4）微電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)；5）微電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性評估；6）微電網(wǎng)參與削峰填谷的優(yōu)化調(diào)度技術(shù)；（3）構(gòu)建先進(jìn)、完整的用電信息采集系統(tǒng)與智能用電家居系統(tǒng)，進(jìn)行示范應(yīng)用，并開展以下關(guān)鍵技術(shù)研究；1）電價方案的設(shè)計與優(yōu)化；2）智能負(fù)荷控制與調(diào)節(jié)措施的研究；3）用戶能效優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)；4）高級測量體系規(guī)劃與結(jié)構(gòu)設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，吸引社會以該平臺為基礎(chǔ)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)研究，推進(jìn)成果共享，向企業(yè)開放用戶產(chǎn)品的測試與示范效應(yīng)，向社會全面開放進(jìn)行演示；為企業(yè)與社會提供專業(yè)服務(wù)，推進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和成果轉(zhuǎn)化。最終建成國內(nèi)領(lǐng)先

5、的智能微電網(wǎng)示范與服務(wù)基地。二、項目方案本項目中分布式電源包括多種類型，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C和模擬才有發(fā)電機組。（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合建立園區(qū)已有建筑及場地，在教學(xué)樓1-3,學(xué)生公寓樓，賓館樓和圖書館草坪建設(shè)總?cè)萘繛?22.75KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中圖書館草坪地面光伏將采用2套跟蹤光伏系統(tǒng)，園區(qū)光伏布置情況如表1所示，光伏發(fā)電系統(tǒng)采用多種類型的光伏組件，其中包括：多晶硅、單金貴、直角單晶硅、薄膜以及聚光燈類型。表1光伏布置情況地點功率KW占地回積m3科技樓;直角單晶硅8243教學(xué)1樓多晶硅60673教學(xué)2樓單晶硅15277教學(xué)3樓1樓頂多晶硅22.5216教學(xué)3樓5樓頂多晶硅33

6、486教學(xué)3樓5樓頂薄膜2.25197.58圖書館茸坪跟蹤式光伏836學(xué)生公寓樓頂雙玻46300賓館樓頂單晶硅28400光伏總量222.752728.58安裝與科技樓頂8KW光伏中有2KW采用微型逆變器，其他逆變器采用集中式或組用式。光伏發(fā)電系統(tǒng)采用兩種運行方式，方式一：所有光伏系統(tǒng)接入大電網(wǎng)交流母線；方式二：教學(xué)樓1-3,學(xué)生公寓及賓館光伏系統(tǒng)可就地接入本地樓宇的用電系統(tǒng)。兩種運行方式下均接受微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制。其中教學(xué)樓1-3,學(xué)生公寓及賓館光伏系統(tǒng)的2中并網(wǎng)方式如圖1所示。做畫3明V耳線1樓2樓3樓學(xué)生公寓賓館圖1光伏系統(tǒng)并網(wǎng)方式(2)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在園區(qū)地面停車場處和自行車停車場處安

7、裝兩臺水平軸風(fēng)力發(fā)電機組，容量均為5KW,要求不影響園區(qū)美觀。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分別接入電網(wǎng)。(3)負(fù)荷接入方案本次微電網(wǎng)中負(fù)荷的選取，考慮了實際用電負(fù)荷特點，力求所選負(fù)荷類型的多樣化，設(shè)計居民用電、行政辦公用電、工業(yè)用電等多種類型。表2各類負(fù)荷容量及特點分析表位置容量KW等級特點學(xué)生宿舍負(fù)荷學(xué)生宿舍樓75二類照明，電器和空調(diào)為主，19-23點負(fù)荷最大點科技樓負(fù)荷科技園2樓和8樓15二類照明，機房和空調(diào)負(fù)荷為主，白天負(fù)荷平穩(wěn)，晚上較少。3樓負(fù)荷12層21一類照明，多媒體為主，夏季有空調(diào)，負(fù)荷較平穩(wěn)，負(fù)荷集中在819點電動汽車地面充電樁67二類快充負(fù)荷具有隨機性，功率需求大、事件短，一般在白天；慢充負(fù)

8、荷在夜間，功率需求小，時間長。模擬負(fù)荷科技園30三類按調(diào)試，實驗需要靈活設(shè)定。負(fù)荷總量211(4)燃?xì)廨啓C系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)在教學(xué)樓第2樓安裝用于實驗的微型燃?xì)廨啓C和微型燃?xì)鈨?nèi)燃及以及燃料電池系統(tǒng)，其中微型燃?xì)廨啓C容量為30KW,微型燃?xì)鈨?nèi)燃機容量為25KW,燃料電池系統(tǒng)容量不超過10KW。本工程將以上系統(tǒng)接入微網(wǎng)，作為微電網(wǎng)電源補充。(5)模擬柴油機發(fā)電系統(tǒng)為保證微電網(wǎng)孤島運行模式下，能夠按期穩(wěn)定的提供充足電力供應(yīng)，有必要配置一定容量的常規(guī)電源做微電網(wǎng)的組網(wǎng)單元運行，選用一臺50KW的模擬柴油發(fā)電機，布置于科技園地下停車場。(6)儲能系統(tǒng)建設(shè)方案儲能系統(tǒng)擬選擇多類型儲能電池，包括鉛酸電池、磷

9、酸鐵鋰電池和超級電容，布置于科技園區(qū)地下停車場。1)鉛酸電池本項目中鉛酸電池容量總計100W*3h=300KW配1臺PCS2)硫酸鐵鋰電池本項目中硫酸鐵鋰電池電池容量總計50KW*2h=100kwh,配1臺PCS3)超級電容本項目中超級電容器功率選擇為50KW,輸出持續(xù)時間為15S。表3微電網(wǎng)分布式電源配置電源類型容量(KW)備注光伏發(fā)電222.75分布于教學(xué)樓1-3,學(xué)生公寓，賓館樓頂和圖書館草坪風(fēng)力發(fā)電102臺5KW機組微型燃機55為已存在科研實驗用機組，其中燃?xì)廨啓C30KW,內(nèi)燃機25KW模擬柴油機組50科技園地下停車合計343.75表4微網(wǎng)儲能配置儲能類型功率時間容量備注鉛酸電池100

10、3h300kwh磷酸鐵鋰電池502h100kwh超級電容5015S合計400(7)電動汽車充電示范平臺建設(shè)方案在園區(qū)地面停車場，建設(shè)2個電動汽車直流充電機和2臺交流充電樁，主要應(yīng)用于小型車輛充電，且與微電網(wǎng)之間具備后續(xù)V2G功能實現(xiàn)，實現(xiàn)能量的雙向流動。表5電動汽車充電示范平臺建設(shè)方案項目內(nèi)容規(guī)模整車充電系統(tǒng)直流充電機1刈0KW1M0KW(V2G)父流充電樁2X3.5KW(8)電能計量電量計量與采集系統(tǒng)將實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)與外部電網(wǎng)的交換電量，各分布式電源發(fā)電量(風(fēng)力，光伏)、儲能系統(tǒng)充電量和放電量、充電樁充電量界放電量以及其他各負(fù)荷用電量的電量數(shù)據(jù)計量和采集，采用智能電表進(jìn)行計量。(9)智能用電

11、建設(shè)方案智能用電主要針對學(xué)生鼓樓現(xiàn)有電表進(jìn)行改造，在硬件上實現(xiàn)雙向互動,構(gòu)建先進(jìn)、完整的用電信息采集系統(tǒng)，用戶可以通過手機客戶端或者網(wǎng)頁的方式來查詢，開展分時電價，階梯電價和實時電價，需求側(cè)響應(yīng)的研究，為電力需求側(cè)管理的研究提供支撐平臺，體現(xiàn)該智能平臺的示范性和應(yīng)用性。1）智能用電整體結(jié)構(gòu)園區(qū)學(xué)生公寓樓智能用電建設(shè)方案采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖3所示圖3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)軟硬件接宿舍本地設(shè)備層，集中控制層及監(jiān)控服務(wù)層三個層次部署，共同協(xié)調(diào)配合完成宿舍樓智能用電，能源管理及控制任務(wù)。智能電表用來采集每個房間和公共部分的用電數(shù)據(jù)，智能插座采集空調(diào)、熱水器、電腦用電數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過采集器和交換機傳送到智能用電

12、信息系統(tǒng)，后臺服務(wù)器采用雙服務(wù)器，用戶通過手機客戶端或網(wǎng)頁可查詢房間用電量。2）方案設(shè)計公寓對配電箱進(jìn)行改造，安裝4塊導(dǎo)軌智能電表，可以分別計量每個小房間和公共部分的電表，類似大房間安裝3塊導(dǎo)軌智能電表，由于根據(jù)房間數(shù)量需要安裝336塊單相智能電表（采用2級單相本地費用控制電能表），智能插座20個，采集器1個，交換機1臺(10)監(jiān)控系統(tǒng)園區(qū)微電網(wǎng)示范工程監(jiān)控中心規(guī)劃在科技園2樓監(jiān)控室內(nèi)，對整個示范工程進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，調(diào)度，管理。針對該示范工程全區(qū)域的監(jiān)控保護中心，完成包括對系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)、光、儲、柴、負(fù)荷等多個環(huán)節(jié)統(tǒng)一的監(jiān)視、控制、管理和調(diào)度工作，維持系統(tǒng)在并離網(wǎng)各種運行方式下平滑切換功能，實現(xiàn)能量管

13、理系統(tǒng)中各高級功能。微電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)與智能用電管理系統(tǒng)可獨立，二者之間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，形成統(tǒng)一平臺。(11)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)本項目需要對微電網(wǎng)關(guān)鍵點進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測，電能質(zhì)量的采集點應(yīng)布置在微電網(wǎng)并入電網(wǎng)的PCC點、對風(fēng)、光、儲、電動汽車電樁以及接入負(fù)荷的電能質(zhì)量情況進(jìn)行實時監(jiān)測，為電能質(zhì)量的治理提供參考。(12)微網(wǎng)一次接線方案園區(qū)微電網(wǎng)示范工程選擇科技園的用戶站作為并網(wǎng)運行的接入點，該微電網(wǎng)可現(xiàn)實并網(wǎng)與孤島兩種運行方式，并能實現(xiàn)并離網(wǎng)無縫切換。微電網(wǎng)總母線設(shè)置在科技園2樓，各分布式電源和負(fù)荷統(tǒng)一接入園區(qū)科技園2樓的微電網(wǎng)總母線，并入微電網(wǎng)系統(tǒng)，經(jīng)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)優(yōu)化后與儲能組成整體

14、統(tǒng)一運行。園區(qū)微電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)分布式發(fā)電就地消納、余電上網(wǎng)，實現(xiàn)三種運行方式：大微網(wǎng)整體運行模式、分布式電源就地并網(wǎng)模式、實驗?zāi)Ｊ健?)大電網(wǎng)整體運行模式所有分布式電源和負(fù)荷并入微電網(wǎng)總母線，此時電氣接線圖如圖4所示。取小加ic聘IkXjRIcU2)就地并網(wǎng)模式教學(xué)樓1-3樓頂光伏，燃?xì)廨啓C、內(nèi)燃機、學(xué)生公寓樓頂光伏，賓館樓頂光伏，可就地并網(wǎng)。電動汽車充電樁。園區(qū)地面風(fēng)機及草坪光伏?？萍紭琼敼夥?、儲能、模擬柴油發(fā)電機并入微電網(wǎng)母線，再經(jīng)PCC電并入園區(qū)配電網(wǎng)系統(tǒng)。3)實驗運行模式，所有分布式電源、負(fù)荷可以有選擇接入微電網(wǎng)母線也可就地接入樓宇用電系統(tǒng)。實驗運行模式下，微電網(wǎng)中電源總?cè)萘靠稍?32K

15、W493KW之間靈活改變，接入負(fù)荷容量可變范圍為70181KW并能按需求接入最大30KW模擬負(fù)載。(13)監(jiān)控系統(tǒng)中心微網(wǎng)監(jiān)控展示中心布置在科技園二樓，面積約900m2包括監(jiān)控系統(tǒng)，沙盤展示系統(tǒng)，培訓(xùn)室，會議室，數(shù)字仿真實驗室，和科普展示區(qū)等，整體設(shè)計需遵循新穎，互動，實用的設(shè)計理念。功能區(qū)劃分為沙盤展示、監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)、機柜區(qū)、培訓(xùn)室、會議室、仿真實驗室。三、項目內(nèi)容及設(shè)計深度要求工程設(shè)計范圍涵蓋從初步設(shè)計到施工圖設(shè)計全國產(chǎn)，包括初步設(shè)計，施工圖設(shè)計和配合現(xiàn)場施工；編制設(shè)備招標(biāo)技術(shù)規(guī)范書；編制工程量清單和施工圖預(yù)算；編制竣工圖，參加竣工驗收。設(shè)計文本深度符合國家、地方及國家電網(wǎng)相關(guān)設(shè)計深度要求和規(guī)定的條款。設(shè)計內(nèi)容包括：1.電力系統(tǒng)設(shè)計1）系統(tǒng)一次方案2）繼電保護方案3）調(diào)度自動化方案4）系統(tǒng)系統(tǒng)通訊方案5）電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計2 .新能源發(fā)電系統(tǒng)1）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)2）太陽能發(fā)電系統(tǒng)3）模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)3 .儲能系統(tǒng)1）磷酸鐵鋰電池2）鉛酸電池3）超級電容4 .充放電系統(tǒng)1）充電站2）充電樁5 .智能用電1）用電管理6 .監(jiān)控中心1）監(jiān)控系統(tǒng)2）展示中心7 .電氣1）配電系統(tǒng)2）電氣控制3）防雷照明接地8 .視頻監(jiān)控系統(tǒng)對主要電氣設(shè)備，關(guān)鍵設(shè)備安裝地點以及周邊環(huán)境進(jìn)行全天候的圖像監(jiān)視，以滿足監(jiān)視設(shè)備關(guān)鍵部位的要求。同時，該系統(tǒng)可現(xiàn)實