智能微電網(wǎng)配置方案

1、智能微電網(wǎng)配置方案北京市計(jì)科能源新技術(shù)開發(fā)公司20XX年XX月目錄引言3智能微電網(wǎng)設(shè)計(jì)方案3（-）項(xiàng)目概述3項(xiàng)目建設(shè)的必要性4項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)4建設(shè)規(guī)模與目標(biāo)4（二）措勤縣氣象，輻照情況4措勤縣的地理、氣象概況4西藏措勤縣氣象、輻照數(shù)據(jù)表5（三）系統(tǒng)設(shè)計(jì)5系統(tǒng)組成5方案設(shè)計(jì)及計(jì)算6設(shè)計(jì)選型9（四）配置清單22J .引言環(huán)境污染、化石燃料枯竭，人們已將目光投向了可再生能源：隨 著技術(shù)的進(jìn)步。成本的降低，風(fēng)能和太陽能已進(jìn)入了可再生能源快速 發(fā)展的歷史時期。但是風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電由于受天氣因素的影響，單獨(dú)使用光伏 發(fā)電或者風(fēng)力發(fā)電都存在供電不穩(wěn)定的缺陷，造成供電可靠性差；為 了提高系統(tǒng)的可靠性，通常要配

2、置大量的蓄電池來調(diào)整電量的動態(tài)平 衡，而且目前電能儲存費(fèi)用昂貴，造成系統(tǒng)成本昂貴，上述原因限制 了單獨(dú)供電形勢的推廣使用。而太陽能和風(fēng)能在晝夜、季節(jié)上互補(bǔ)的 特點(diǎn)，采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電形勢能獲得較穩(wěn)定電能和較少的儲能設(shè)備去 保證系統(tǒng)的可靠性，因此采用風(fēng)、光、儲相結(jié)合的發(fā)電形式是實(shí)現(xiàn)智 能微電網(wǎng)供電系統(tǒng)的合理性選擇，是解決單一發(fā)電形式的存在的間歇 性、隨機(jī)性等不穩(wěn)定因素。二.智能微電網(wǎng)設(shè)計(jì)方案(-)項(xiàng)目概述在西藏阿里地區(qū)措勤縣將建設(shè)一座風(fēng)、光、儲聯(lián)合運(yùn)行的智能微 電網(wǎng)系統(tǒng)。建成后這座智能電站在為措勤縣提供電力供應(yīng)的同時還可 以此為實(shí)驗(yàn)平臺，研究一些列光伏并網(wǎng)的相關(guān)課題。項(xiàng)目建設(shè)的必要性該智能微電網(wǎng)的

3、建設(shè)不僅可以為進(jìn)一步研究光伏并網(wǎng)的相關(guān)課 題，同時又解決了無電地區(qū)農(nóng)牧民的生產(chǎn)生活用電的問題。以此提高 西藏?zé)o電地區(qū)的生活水平和生活質(zhì)量，創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件，無疑是落 實(shí)中央關(guān)于西藏發(fā)展與穩(wěn)定戰(zhàn)略部署，確保西藏的安全和維護(hù)社會穩(wěn) 定的基礎(chǔ)性工程，而且已經(jīng)成為促進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)、實(shí)現(xiàn)全面 建設(shè)小康社會目標(biāo)、構(gòu)建和諧社會的重要內(nèi)容。還體現(xiàn)了黨中央、中 央人民政府對西藏各族人民的親切關(guān)懷和對西藏工作的高度重視，它 是實(shí)現(xiàn)西藏繁榮、穩(wěn)定、落實(shí)黨的民族團(tuán)結(jié)政策的需要。項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)建設(shè)地點(diǎn)：西藏阿里地區(qū)措勤縣建設(shè)規(guī)模與目標(biāo)計(jì)劃在西藏阿里地區(qū)措勤縣建設(shè)一座由300KW太陽能、100KW 風(fēng)機(jī)和1800KW

4、h的蓄電池組成的一座風(fēng)光儲的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)。（二）措勤縣氣象，輻照情況.措勤縣的地理、氣象概況措勤縣位于阿里地區(qū)東南部，北與改則縣接壤，東鄰那曲尼瑪縣、 日喀則昂仁縣，南與日喀則薩嘎縣毗鄰，西接日喀則仲巴縣。全縣平 均海拔4700米以上，屬亞寒帶干旱氣候區(qū)，年平均氣溫0C以下，年平均降水量不足200毫米，冬季漫長，達(dá)8個月，多風(fēng)沙、多寒流、 無絕對無霜期。自然災(zāi)害頻繁。主要有風(fēng)、雪、旱、疫等災(zāi)害。2.西藏措勤縣氣象、輻照數(shù)據(jù)表也DATACENTaNASA Sirfac nrtroilay md Sohr &fip: RETShm Dabbbtde H /ww dmnIhkUttdfBrdici

5、Ht叫6緡四” gg 嶺 Urpf穌 S囪呻XW岫國31I35m4974,C4M8C125?,C26Uiy2J9AimfxntmRett禎 hiniti 停tosaulWnlspMlEaithKnfaatupHu 虹頓G農(nóng)虹c%IPa曲X僅Cdhirn-!5$電冷4035?M?1350ixxqU.44JS%物所61-Ufl瀏0Wi79羽命5M551614!sn0AjoJ19HO%釧55348216350w16孫翊755554466：SM0605I%?385481093590通80順6買部193職IA職715W55737106綏0Sqtcftbr35傾5 S355742614250CKUbff2

6、4381%54955644Qi6230ai2M450554456.1JM0Ctortef-129瞬383J5251115痢0Ar函415力553480.17fiIun01注：該表取自美國宇航局NASA官方網(wǎng)站的措勤氣象數(shù)據(jù)和輻照情況（三）系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)組成整個智能微電網(wǎng)系統(tǒng)由光伏電池組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、并網(wǎng)逆變器、 儲能逆變器、防雷匯流箱、監(jiān)控控制系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成。如下 圖2.1所示：圖2.1智能微電網(wǎng)框圖.方案設(shè)計(jì)及計(jì)算該電站設(shè)計(jì)容量為300KW光伏發(fā)電機(jī)組與和100KW風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組與1800KWh的蓄能設(shè)備組成一座風(fēng)、光、儲智能微網(wǎng)系統(tǒng)。2.1太陽能發(fā)電單元設(shè)計(jì)300KW光伏電站分

7、為3個單元，每個單元為100KW,其中一個 單元為純并網(wǎng)型光伏電站；另兩個單元分別為兩個帶儲能型的光伏電 站。三個單元均選擇285Wp光伏電池組件，每個單元預(yù)計(jì)采用352塊TSM-285型太陽能組件，分成22組，每組16塊合計(jì)功率為 100320Wpo將1800KWh的儲能設(shè)備分成同等容量為900KWh兩個獨(dú)立單元, 將其與另外兩個獨(dú)立的lOOKw光伏發(fā)電單元通過儲能逆變器組成兩 座獨(dú)立的光儲系統(tǒng)。每個單元分別連接到一臺并網(wǎng)逆變器或者儲能型逆變器上。2.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)100KW風(fēng)力機(jī)組設(shè)計(jì)使用10臺10KW小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組組成， 然后分別并入當(dāng)?shù)刂悄芪㈦娋W(wǎng)系統(tǒng)。2.3并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)將其中一

8、個100.32KW并網(wǎng)光伏發(fā)電單元接入到一臺SG100K3型 并網(wǎng)逆變器上，并網(wǎng)逆變器輸出端直接并入該地智能微電網(wǎng)內(nèi)。印疚接電爵RS48SDSP數(shù)了信號處地Dspk33f64GS6D&AD就*電;.克.V EMC壽電器并網(wǎng)逆變器原理圖將剩余的兩個100.32KW光伏發(fā)電單元分別接入到一臺SS100K 型儲能逆變器上，然后將兩個單元的儲能逆變器輸入端分別連接到兩 個900KWh的儲能設(shè)備上，輸出端鏈接到該地智能微電網(wǎng)內(nèi)。雙向逆變器原理圖2.5儲能蓄電池的設(shè)計(jì)計(jì)劃將該電站的1800KWh的儲能設(shè)備分成兩座900KWh的儲能 單元。每個單元采用2V600Ah鉛酸蓄電池750只，每250只串聯(lián)成一組，

9、每個單元3組。2.6防雷匯流箱設(shè)計(jì)太陽能組串需要經(jīng)設(shè)在方陣場方陣支架上的方陣接線箱進(jìn)行匯 流后，輸入位于室內(nèi)的控制柜。根據(jù)太陽能并網(wǎng)逆變器及充電型逆變 器的輸入路數(shù)和輸入電流要求，方陣接線箱采用計(jì)科公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的 4路匯流箱（4路輸入1路輸出）。太陽能發(fā)電單元一的100KW分成22路，每路由16塊電池板串 聯(lián)而成。每四路匯入到一臺四進(jìn)一出的防雷匯流箱內(nèi)，共6臺，然后 接入到太陽能并網(wǎng)逆變器內(nèi)。單元二和電單元三的各100KW依照單元一的樣式各分成22路， 每路由16塊電池辦串聯(lián)而成。每四路匯入到一臺四進(jìn)一出的防雷匯 流箱內(nèi)，每個單元需要6臺，然后接入到充電型逆變器內(nèi)。2.7智能微電網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)

10、.設(shè)計(jì)選型設(shè)計(jì)中充分考慮整合方案后的配置情況、負(fù)載需求、當(dāng)?shù)貧夂驐l件和系統(tǒng)中電能損耗，設(shè)計(jì)措勤縣的電站設(shè)備選型如下:太陽能電池組件采用國內(nèi)知名電池廠商“天合光能”生產(chǎn)的高效 電池組件，TSM-285型太陽能組件。TSM-285型太陽能組件，已經(jīng)通過國際認(rèn)證機(jī)構(gòu)的獨(dú)立認(rèn)證，包 括 IEC61215, IEC61730, UL1703, TUV 安全等級 II, CE 等等。組件可以 承受雪壓達(dá)5400Pa,承受風(fēng)壓達(dá)2400Pao在弱光照條件下(多云天 氣和清晨、傍晚)具備高性能，組件效率可達(dá)15%。組件參數(shù)、組件尺寸電氣參數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)測試條件)TSM-270PC/ PA14TSM-275PC/ P

11、AUTSM-280PC/ PAUTSM-285PC/ PAU最大功率-PMAX (Wp)270275280285功率公差-PMAX (%)0/+30/+30/+30/+3最大功率點(diǎn)的工作電壓V MP(V)35.535.63636.3最大功率點(diǎn)的工作電流l MPP (A)7.67.737.787.86開路電壓VOC (V)44.344.344.444.8短路電流l SC (A)8.258.278.338.36組件效率門m (%)13.914.214.414.7標(biāo)準(zhǔn)測試條件(大氣質(zhì)量AM1.5,輻照度1000W/m ,電池溫度25 C)下的測量值電氣數(shù)據(jù)(電池額定工作溫度條件下)TSM-270PC

12、/ PA14TSM-275PC/PA14TSM-280PC/PA14TSM-285PC/PA14最大功率(W)197200204208最大功率點(diǎn)的工作電壓(V)32.332.432.833.1最大功率點(diǎn)的工作電流(A)6.086.186.226.29開路電壓(V)40.640.640.741.1短路電流(A)6.686.76.756.77NOCT：輻照度800W/m ,環(huán)境溫度20 C,風(fēng)速 1M/S機(jī)械參數(shù)156 156mm （6英寸）多晶硅太陽能電池片一組 72 片（6 12）電池片類型1956 992 46mm (77 39.05 1.81 英寸)組件尺寸28kg (61.7 磅)重量4

13、.0mm （0.16英寸）高透光性太陽能玻璃玻璃陽極氧化鋁框架防護(hù)等級IP 65接線盒4.0mm （0.006英寸）x1250mm （49.2英寸）光伏技術(shù)電 纜電纜/連接器MC4連接器質(zhì)量保證包裝方式10年工藝保證每箱容量：20件25年線性性能保證每40英尺集裝箱裝載容量：440件溫度額定值額定電池工作溫度（NOCT）46。C (2 0最大功率（PMAX- 0.44%/ C開路電壓（V OC）溫度系數(shù)- 0.33%/ C短路電流（I SC）溫度系數(shù)0.046%/ C極限參數(shù)工作溫度-40+85 C最大系統(tǒng)電壓1000V DC(IEC)/ 600V DC(UL)最大保險絲額定電流15A3.2風(fēng)

14、力發(fā)電機(jī)組風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選用國內(nèi)知名廠家北京遠(yuǎn)東博力風(fēng)能設(shè)備有限公 司生產(chǎn)的BBWC XL.10R型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。北京遠(yuǎn)東博力風(fēng)能設(shè)備有限公司（以下簡稱北京博力）是美國博力風(fēng)能在中國投資的獨(dú)資公司，在美國及世界各地銷售并成功安裝了 數(shù)千個風(fēng)力、風(fēng)光、風(fēng)柴和風(fēng)光柴發(fā)電系統(tǒng)。(1)系統(tǒng)介紹BBWCXL.10R是逆風(fēng)、水平軸，專門為無電地區(qū)解決供電問題而 設(shè)計(jì)的充電式供電系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由下圖所示的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成：導(dǎo)流罩玻璃鋼葉片發(fā)電機(jī)主機(jī)架偏轉(zhuǎn)軸承滑環(huán)和電刷尾翼組件機(jī)艙組件VCS-10控制器BBWC XL.10R詳細(xì)規(guī)格#術(shù)參數(shù)啟動風(fēng)速3. 1米/秒切入風(fēng)速3.4米/秒額定風(fēng)速13米/秒切出風(fēng)速無額定功

15、率10KW轉(zhuǎn)子速度0-350RPM機(jī)械特性葉片類型3葉片逆風(fēng)型風(fēng)葉直徑6.8米重量463公斤葉片傾斜度控制POWERFLEX 系統(tǒng)超速保護(hù)AUTOFURL 系統(tǒng)工作溫度范圍- 20C 50C電氣特性直流母線電壓48V/120V/240V發(fā)電機(jī)交流直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)輸出控制系統(tǒng)VCST0充電控制器3.3并網(wǎng)逆變器 e ea-，HA并網(wǎng)逆變器選用國內(nèi)知名廠家合肥“陽光電源”生產(chǎn)的SG100K3 型并網(wǎng)逆變器，該設(shè)備具備以下特點(diǎn)：低電壓穿越功能有功功率連續(xù)可調(diào)(0-100%)功能無功功率可調(diào)，功率因數(shù)范圍超前0.9至滯后0.9最局轉(zhuǎn)換效率達(dá)97.0%精確的輸出電能計(jì)量多語種液晶顯示界面，可自由設(shè)置各種運(yùn)

16、行參數(shù)輔助電加熱（可選）適應(yīng)高海拔應(yīng)用6000米（超過3000米需降額使用）低電壓穿越功能意大利Enel-GUIDA認(rèn)證、TUV認(rèn)證、金太陽認(rèn)證、符合德國中壓電網(wǎng)BDEW指令（1）輸出效率曲線圖效率曲線598979695943 ZSG100K3 450V&20V5%10%20%25%30%50%75%100% 3輸出功率/額定功率3（2）技術(shù)參數(shù)直流側(cè)參數(shù)最大直流電壓900Vdc啟動電壓470V滿載MPP電壓范圍450820V最低電壓450V最大輸入電流250A交流側(cè)參數(shù)額定輸出功率100kW最大輸出功率UOkW最大交流輸出電流158A額定電網(wǎng)電壓400Vac允許電網(wǎng)電壓310450Vac額定

17、電網(wǎng)頻率50Hz/60Hz允許電網(wǎng)頻率4752Hz/5762Hz總電流波形畸變率3% （額定功率）直流電流分量0. 5% （額定輸出電流）功率因數(shù)0.9 （超前）0.9 （滯后）系統(tǒng)最大效率97. 0% （含變壓器）歐洲效率96. 4% （含變壓器）防護(hù)等級IP20 （室內(nèi)）夜間自耗電30W允許環(huán)境溫度-25+55C冷卻方式風(fēng)冷允許相對濕度095%,無冷凝允許最高海拔6000米（超過3000米需降額使用）顯示與通訊顯示LCD標(biāo)準(zhǔn)通訊方式RS485可選通訊方式以太網(wǎng)機(jī)械參數(shù)外形尺寸（寬X高X深）1020 x1964x770mm重量925kg（3）電路框圖3.4儲能型并網(wǎng)逆變器儲能逆變器選用國內(nèi)知

18、名廠家合肥“陽光電源”生產(chǎn)的SS100K3 型并網(wǎng)逆變器。（1）產(chǎn)品簡介儲能逆變器是一類適合智能電網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)用在儲能環(huán)節(jié)，以雙向 逆變?yōu)榛咎攸c(diǎn)，具有一系列特殊性能、功能的并網(wǎng)逆變器。智能電 網(wǎng)中的儲能環(huán)節(jié)能有效調(diào)控電力資源，能很好地平衡晝夜及不同季節(jié) 的用電差異，調(diào)劑余缺，保障電網(wǎng)安全。是可再生能源應(yīng)用的重要前 提和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互動化管理的有效手段。沒有儲能，智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是 不可能的。儲能逆變器適用于各種需要動態(tài)儲能的應(yīng)用場合，就是在 電能富余時將電能存儲，電能不足時將存儲的電能逆變后向電網(wǎng)輸 出；在微網(wǎng)中起到應(yīng)急獨(dú)立逆變作用。（2）性能特點(diǎn)：專為智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)，接受電網(wǎng)調(diào)度雙向逆變，蓄電池充放

19、電浮充、恒流充電、恒壓充電、恒功率充電等功能安時放電、限壓放電、恒功率放電、恒流放電等模式孤網(wǎng)系統(tǒng)的逆變功能先進(jìn)的孤島效應(yīng)檢測方案蓄電池與電網(wǎng)完全隔離蓄電池漏電檢測完善的顯示和通訊低電壓穿越、無功補(bǔ)償?shù)裙δ埽?）技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)：SS 100K交流側(cè)參數(shù)工作方式連續(xù)工作交流接線方式三相四線額定輸出功率100kVA輸出過我能力11OkVA并網(wǎng)充放電模式額定電網(wǎng)電壓400V有效值允許電網(wǎng)電壓310-450V可設(shè)定額定電網(wǎng)頻率50/60HZ頻率氾圍47-51.5/57-61.5Hz可設(shè)定總電流波形畸變率（THD）3%額定功率功率因數(shù)額定功率/加入無功時獨(dú)立逆變模式額定輸出電壓400V輸出電壓失真度3

20、%線性負(fù)載額定輸出頻率50 /60Hz1 %電壓過渡變動范圍10%以內(nèi)電阻負(fù)載0%100%輸出過壓保護(hù)450Vac有效值輸出欠壓保護(hù)310Vac有效值直流側(cè)參數(shù)最大直流功率110kW直流電壓范圍450-750VVdc最大輸入電流250AIde穩(wěn)壓精度1%穩(wěn)流精度2%直流電流紋波5%IPP系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)換效率97.00%單次充電或放電尺寸1024x1964x770mm重量900kg噪聲50dB防護(hù)等級IP20室內(nèi)允許環(huán)境溫度-25C + 55C冷卻方式風(fēng)冷允許相對濕度0-95%無冷凝允許最高海拔5000m緊急停機(jī)有（通過緊急停機(jī)按鈕）顯示和通信V.小觸摸屏標(biāo)準(zhǔn)通訊方式RS485MODBUS協(xié)議（4）

21、電路框圖3.5蓄電池3.6防雷匯流箱（1） JKFJ4/1型方陣接線箱（匯流箱）參數(shù)指標(biāo)最大可接入輸入組件數(shù)目4輸入陣列正負(fù)極連線線徑4mm輸出正負(fù)極與地線線徑10mm最大輸出電流50A輸出連線數(shù)目1路正極，1路負(fù)極，1路接地輸入線徑4mnf輸出線徑10mm接地線徑6mm機(jī)殼防水等級IP65重量（大約）15. 5kg體積（寬X高X深）400mm X 500mmX 180mm（2） JKFJ4/1接線箱原理圖S2+S3+S4+S1-大艘S好危戲M 3S253-54-方陣匯流箱原理圖（3） JKFJ4/1 箱體圖JKFJ4/1接線箱外形圖3.7智能微電網(wǎng)控制系統(tǒng)（四）配置清單m設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量單位單價（元）合計(jì)