自愈的有源配電網(wǎng)

1、自愈有源配電網(wǎng)1、自愈有源配電網(wǎng)概述2、配電設(shè)備安全預(yù)警與智能決策系統(tǒng)3、即插即用消納新能源和儲能4、自愈的原理與控制方法5、網(wǎng)架的優(yōu)化與配置目目 錄錄1.自愈有源配電網(wǎng)概述 1.1 定義 1.2 關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù) 1.3 實現(xiàn)客戶價值1.11.1自愈自愈有源有源配電網(wǎng)配電網(wǎng)定義定義一種具有發(fā)現(xiàn)早期故障隱患能力，同時具有一定自愈能力，結(jié)構(gòu)優(yōu)化、布局合理、靈活互動的主動配電網(wǎng)。它能通過即插即用方式消納多種新能源，高水平地保證供電可靠性和電能質(zhì)量。有源配電網(wǎng)具有2個以上電源點l 變電站l 微型燃汽輪機l 光伏發(fā)電l 風(fēng)力發(fā)電自愈1、早期發(fā)現(xiàn)事故隱患，主動消除隱患；2、主動轉(zhuǎn)移負荷；3、發(fā)生故障后，自

2、動隔離故障、迅速恢復(fù)供電并且維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行。1.2自愈有源配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)1、行波故障預(yù)警裝置2、電能量路由器3、配電智能終端4、配電設(shè)備安全預(yù)警與智能決策系統(tǒng)5、有源自愈配電網(wǎng)調(diào)度高級應(yīng)用軟件1.3 1.3 自愈有源自愈有源配電網(wǎng)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)自動化系統(tǒng)2. 配電設(shè)備安全預(yù)警與智能決策系統(tǒng) 2.1 行波故障預(yù)警裝置 2.2 智能配電終端 2.3 配電設(shè)備安全預(yù)警與智能決策 2.1 行波故障預(yù)警裝置絕緣降低、輕度放電 行波故障預(yù)警原理1、實時采集監(jiān)測范圍內(nèi)所有電力設(shè)備擾動行波；2、記錄擾動發(fā)生時間；3、依據(jù)行波特征確定擾動電力設(shè)備；4、在預(yù)定時間間隔內(nèi)判斷擾動是否超過3次；5、輸出判斷

3、結(jié)論。 2.2 智能配電終端DTUFTUIEC61850標準建模LD1：遙信、遙測、遙控LD2: 保護、故障檢測和定位LD3: 饋線自動化LD4：備用電源智能管理互聯(lián)互通互操作看門狗TTU 環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜/開閉所/箱變柜內(nèi)開關(guān)2.3 配電設(shè)備安全預(yù)警與智能決策系統(tǒng)智能終端： 漏電流、三相不平衡電流、過載、接地分布測溫： 過熱、接點發(fā)熱 行波預(yù)警： 絕緣降低、輕度放電 能量路由器：裝置自檢信息緊急狀態(tài)恢復(fù)狀態(tài)異常狀態(tài)警戒狀態(tài)安全狀態(tài)3. 即插即用消納新能源和分布式儲能 3.1 能量路由器 3.2 消納分布式發(fā)電 3.3 消納分布式儲能3.1 電能量路由器微型燃氣輪機光伏風(fēng)電500KW交流直流100

4、KW100KW500KW100KW/48V400KW/380V對輸入的各種電能量的質(zhì)量沒有要求輸出符合標準、電能質(zhì)量合格的電能按具體的需求計算并配置儲能的容量電能量路由器虛擬同步發(fā)電機原理1、即插即用 多臺能量路由器不依靠相互間通信，即可實現(xiàn)自動并網(wǎng)并自動分配負荷。2、吸收各種分布式電源的電能，緩存 分布式發(fā)電的頻率和電壓在一定范圍內(nèi)可以任意變化3、能量平衡 吸收能量大于輸出能量時，儲能電池充電； 吸收能量小于輸出能量時，儲能電池放電。 電能量路由器虛擬同步發(fā)電機原理4、V/F工作模式 以穩(wěn)定母線額定電壓為目標，最大限度的輸出負荷，輸出功率隨負載變化而自動調(diào)節(jié)。 多臺并聯(lián)的時候，按額定輸出容量

5、的比例自動分配負荷。 最大能承受V/F能量路由器額定容量的2倍的負荷沖擊（200ms）5、P/Q工作模式 以功率恒定的方式輸出給定的有功功率。 輸出功率在交流和直流之間可以人工按比例分配。 給定值可以通過遠程或就地設(shè)置。 V/FV/F模式模式1Ia2IaUab投W為25KW鼓風(fēng)機負荷和30KW電動機負荷，2臺PCS均分負荷。突然增加100KW熱電阻負荷后，發(fā)現(xiàn)2臺PCS依然能很好的均分負荷。V/F發(fā)電模式下，多臺PCS在維持母線電壓和頻率不變的條件下，實現(xiàn)自動均分負荷（不同容量PCS并聯(lián)時按比例分配負荷）。由于它具有快速調(diào)節(jié)特性，在有P/Q發(fā)電設(shè)備接入的情況下，可以確保P/Q發(fā)電設(shè)備按最大功率

6、運行，余下負荷由V/F發(fā)電PCS分配負荷。P/QP/Q模式模式3Ia2IaPCS1和PCS2工作在V/FPCS3工作在P/Q，發(fā)電50KW負載150KW可見PCS1和PCS2均分100KW負載PCS2改為P/Q，調(diào)度功率P=20KW可見：PCS3不變，PCS1帶載自動增加到80KW，PCS2帶載為調(diào)度功率20KW。P/Q發(fā)電模式下，PCS在實際發(fā)電能力范圍內(nèi)，能夠按照調(diào)度和系統(tǒng)的能量管理指令發(fā)出限額的有功功率，有利于MPPT。無功功率輸出很少，大規(guī)模電站的無功功率由SVG承擔。1Ia負荷沖擊負荷沖擊PCS1UUabPCS21、PCS1PCS2在V/F運行2臺30KW的電機同時開機沖擊2、帶30

7、KW電動機和100KW熱電阻硬啟動結(jié)論：PCS抗沖擊負荷能力很強，在允許電流范圍內(nèi)的負荷沖擊下，系統(tǒng)仍然穩(wěn)定運行。PCS2PCS12、PCS1PCS2在V/F運行在帶載150KW條件下，1臺30KW的電機啟動沖擊負載不平衡實驗負載不平衡實驗相間帶載150KW結(jié)論：在負載嚴重不平衡時，PCS仍然能維持系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行，并且均分負荷。單相帶載150KW382.3V 383.5V 378.8V374.2V 386.4V 375.7VIc及其和Ic及其和3.2 3.2 消納分布式電源消納分布式電源微型燃氣輪機微型燃氣輪機 效率：28 33% 空氣軸承：45000 96000RMP 燃料：天然氣、頁巖氣

8、、沼氣、煤氣 體積小 0.3 5MW 無齒輪，不需要潤滑系統(tǒng) 無冷卻，不需要散熱系統(tǒng) 低噪音、低排放、低振動 基本免維護消納分布式發(fā)電消納分布式發(fā)電風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電容量：0.5MW1MW核心技術(shù)：磁阻電機好處：維護成本低壞處：大風(fēng)難于變槳消納分布式發(fā)電消納分布式發(fā)電光伏發(fā)電光伏發(fā)電3.3 3.3 消納分布式儲能消納分布式儲能4. 自愈原理和控制方法 4.1 自愈原理 4.2 控制方法4.1 自愈原理 早期發(fā)現(xiàn)故障隱患，早期干預(yù)； 分散預(yù)防控制與全局集中控制相結(jié)合； 就地控制與遠程綜合控制相結(jié)合； 故障時，主動消除故障或隔離故障； 正常時，經(jīng)濟運行。4.2 控制方法 預(yù)防控制：無功補償、負荷轉(zhuǎn)移、事故推演、能量調(diào)度、線路切換 校正控制：消除過負荷、電壓越限、低壓振蕩、負荷波動 恢復(fù)控制：識別故障、隔離故障、穩(wěn)定計算、恢復(fù)供電 緊急控制：切除故障、切除負荷、切除分布電源、解列為微網(wǎng)5. 網(wǎng)架的優(yōu)化與配置 5.1 網(wǎng)架優(yōu)化 5.2 能量路由器接入 5.3 分布式