光柴储智能微电网方案及配置.docx

光柴储一体化智能微网系统方案及配置目录1项目概述 12项目整体方案 12.1微电网系统 12.2光伏发电系统 32.3储能系统 32.3.1储能变流器设计 42.3.2储能变流器选型 52.4柴油机发电系统 72.5交流控制柜 72.6微电网能量管理监控系统 83系统运行方式： 94设备清单及报价 111项目概述分布式能源具有间歇性、波动性、孤岛保护等特点，分布式能源电能质量差， 分布式能源设备利用率没有被充分发掘微电网是为整合分布式发电的优势、削 弱分布式发电对电网的冲击和负面影响而提出的一种新的分布式能源组织方式 和结构，能有效改善分布式能源电能质量差、分布式能源设备利用率不能被充分 发掘等分布式能源的不足微电网通过整合分布式发电单元与配电网之间关系，在一个局部区域内直接 将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起，可以方便地进行结构和配 置以及电力调度的优化，优化和提高能源利用效率，减轻能源动力系统对环境的 影响，推动分布式电源上网，降低大电网的负担，改善可靠安全性，并促进社会 向绿色、环保、节能方向发展微电网是当前国际国内能源和电力专家普遍认可 的解决方案本项目拟建设一个室外光储柴微网系统通过低压配电柜给营地负荷供电，可 实现对各个电力电子接口采集相关信息，并通过智能配电柜对各个环节进行投 切，在并网及孤岛情况下实现发电、储能及负荷的控制，保持微电网系统的平衡。

2项目整体方案2.1微电网系统本微电网系统是一个独立可控制的系统本微电网将分布式光伏发电、 柴油发电机组、营地用电负荷联接起来，本微电网为离网系统，可以通过微电网 能量管理系统实现内部多种分布式能源的能量均衡控制及负荷连续不间断供电本项目拟建设光储柴微电网系统，系统由光伏发电系统、储能系统、柴油发 电系统，控制系统、监控系统以及能量管理系统构成其中控制系统可实现对分 布式电源、负载装置和储能装置的远程控制，监控系统对分布式电源实时运 行信息、报警信息进行全面的监视并进行多方面的统计和分析实现对分布式电 源的全方面掌控，能量管理系统可控制分布式电源平滑出力与能量经济调度系统一次拓扑结构如下图所示：KM2—NBATBAT光伏阵列及组串式集成化储能变流器2 （备用）直流断路器磬逆500KVA隔离变直流断路器光伏阵列及组串式光伏阵列及组串式压器储能逆 500KVA隔离变变器SCI集成化储能变流器1（运行）交流汇流箱交流汇流箱交流汇流箱二类负荷本微电网能量管理及系统监控网络结构图如下图所示:监控主机监控系统 能量管理系统380V交流母胶体 铅酸 电池胶体 铅酸 电池交流接触器 智能测控仪表柴油发电机组 486kW光伏发电系统 1526.4kWh微电网能量管理系统可以根据储能情况及负载情况实现对柴油发电机 的自动启停控制，以及微电网系统几种不同运行模式的切换，可以实现各 分布式电源并离网控制，并网点电气参数监控，实现系统负载远程投切控 制。

配置一套电池管理系统实现对储能电池的充放电状态及电池电量估计， 实现分布式电源能量均衡控制及系统的经济运行配置负荷控制器，可以 根据微电网交流母线电压频率情况，实现负荷分类切除，保证重要负荷的 优先供电保障2.2光伏发电系统本项目采用260Wp组件，20串90并，使用15台交流逆变器汇入3台 交流汇流箱，然后接入光伏交流配电柜，同时在光伏交流配电柜内配置光 伏电能计量表，对光伏发电电量进行计量光伏交流配电柜的交流输出， 经交流接触器KMG接入交流母线每个逆变器有两组MPPT输入端，每组可接入三个组件串：流箱的交流输出接入光伏交流配电柜本系统共可接入6*5*3，共90串光伏组串，每串光伏组串由20个光伏组件串联组成光伏发电系统容量共计 90*20*260Wp = 486kWp2.3储能系统储能采用2V1200AH OPZV阀控式密封胶体蓄电池，数量 636 只,电气连接方式为分2组蓄电池并联运行，每组蓄电池 318个，额定电压636V储能系统容量共计:2*1200*636 = 1524.6kWh根据营地最新的设备清单，用需要系数法推算的需求电量为1640.6度，其 中白天用电量989.5kWh，夜晚用电量651.0kWh。

因此在光照条件不良及柴油发电机故障的双重不利条件下，储能系统可以满 足营地约1天的用电需求2.3.1储能变流器设计在本项目分布式发电电源构建的微电网系统中，储能系统除了双向逆变功能 外，同时可以进行模式切换控制，实现各电源之间的功率平衡分配，保证系统的 稳定运行，提供抗短时冲击能力，平滑供电，储能，削峰填谷，并可配置电池管 理系统实现电池的充放电管理储能变流器工作原理储能变流器设备采用模块化设计，每个模块为62.5KW，8个模块并联可组 成500KW储能变流器设备拓扑采用三电平设计，相比较于两电平拓扑，三电 平拓扑能够提高开关频率、转换效率和系统稳定性，降低输出谐波、开关损耗和 变流器体积储能变流器电路主拓扑如下：图1储能变流器主拓扑图储能变流器的一次系统图如下:DCiAC Cunwdsir. n=1C图2储能系统接线图2.3.2储能变流器选型离网逆变器选型根据项目需求信息，本项目使用的离网逆变器器的容量为500KW离网逆变器技术参数型号PWS1-500K交流输出额定输出功率（KW）500接线方式三相四线输出过载能力（KW）550带不平衡负载能力并网运行模式允许电网电压（Vac）100%400 (-20%〜15%)允许电网频率（Hz）50/60 (-2.5〜1.5)总电流谐波畸变率<3%电压纹波系数<1%功率因数直流输入最大直流功率（KW）0.99/-1 〜1550直流电压范围（Vdc）500〜800最大输入电流（A）1000稳压精度<±1%稳流精度<±1%直流电流分量<0.3%额定输出电流系统参数最大转换效率95.0% （不含变压器损耗）尺寸（宽X高X深mm3）800*2160*800重量（Kg）400噪声（dB）<65防护等级IP20允许环境温度-20〜55冷却方式风冷允许相对湿度0〜95% （无凝露）允许海拔高度3000紧急停机有显示和通讯显示触摸屏通讯接口RS 485 和 Ethernet， Modbus 协议BMS接入有本储能变流器具有以下功能：并网功能• 接入锂电池时分为恒功率充电和恒流充电两个阶段；面向铅酸时，可以分为预充电、快充、均充和浮充四个阶段。

•并网放电，可以通过预先设置或者集中监控实时调度进行控制•四象限独立控制有功和无功•与电网调度系统配合，可按照历史曲线或者实时负荷进行调峰，实现电网的 削峰填谷• 与电网调度系统及AGC配合，可参与电网二次调频•与AVC相配合，可实现电网静态无功控制，紧急情况下可快速输出无功，避 免负荷低压脱口及电压崩溃，实现紧急无功控制•实现平抑各个间歇性电源功率，稳定输出离网运行•离网运行时，可为负载提供稳定的电压和频率• 离网运行时，光伏可以通过变流器给电池充电，电池同时可以给负载放电， 实现能源利用最大化模式切换•储能变流器与后台监控系统配合可实现并网、离网模式自动切换，可实现计 划性无缝切换非计划性孤岛并离网切换最快可达80ms图3 500KW储能变流器机柜图2.4柴油机发电系统根据营地一期总设备容量355.6kW，计算负荷有功功率204.5kW，无功功率 137.4kVar 视在功率 248.0kVA考虑到连续数日光照不良的天气状况，柴油机输出功率应该能满足营地用电 需求，同时应该考虑部分富余功率对蓄电池储能系统进行充电，以备出现柴油发 电机故障时，可以由储能系统完成对营地用电负荷的供电只需。

柴油发电机通常工作在30〜70%额定功率范围内，其燃油经济性最优，因此 综合考虑配置一台500kW柴油发电机组，如果柴油发电机控制部分可以以通讯 方式将柴油发电机组运行参数送出，则可将其接入微电网能量管理监控系统，实 现对柴油发电机组运行数据的实时监测和报警2.5交流控制柜本微电网系统配置1面光伏交流配电柜，实现3个交流汇流箱的交流输入， 经汇流后经光伏发电计量装置，其输出接入交流母线光伏发电计量表的实时发 电量数据可以通过通讯管理机送至微电网能量监控系统实现实时监控及发电量 统计报表等功能本微电网系统配置3面交流控制柜：交流控制柜1实现储能变流器1（正常情况下长时间运行）交流输出及光伏交流配电柜交流输出的并联接入交流配电柜2实现储能变流器2（正常情况下停运，备用状态）的交流输出 及柴油发电机交流输出的并联接入交流配电柜3实现负荷的分类分级输出，共设置三个交流负荷供电回路交流配电柜间通过屏间电缆连接，实现交流母线的互联2.6微电网能量管理监控系统阵列阵列1526.4kWh我公司采用“多微电网结构与控制”在示范工程中实施的微电网三层控制方胶体铅酸 电池胶体 铅酸 电池380V交流母仑交流接触器 智能测控仪表互为备用案结构。

最上层称做配网调度层，从配电网的安全、经济运行的角度协调调度微 电网，微电网接受上级配电网的调节控制命令中间层称做集中控制层，对DG 发电功率和负荷需求进行预测，制定运行计划，根据采集电流、电压、功率等信 息，对运行计划实时调整，控制各DG、负荷和储能装置的启停，保证微电网电 压和频率稳定在微电网并网运行时优化微电网运行，实现微电网最优经济运行;在离网运行时调节分布电源出力和各类负荷的用电情况，实现微电网的稳态安全 运行下层称做就地控制层，负责执行微电网各DG调节、储能充放电控制和负 荷控制微电网监控系统通过采集DG电源点、线路、配电网、负荷等实时信息，形 成整个微电网潮流的实时监视，并根据微电网运行约束和能量平衡约束，实时调 度调整微电网的运行微电网监控系统中，能量管理是集成DG、负荷、储能以 及与配电网接口的中心环节微电网能量管理对微电网内部分布式电源（包括分布式发电与储能）和负荷 进行预测，在微电网并网运行、离网运行、状态切换过程中，根据分布式电源和 负荷特性，对内部的分布式发电、储能装置、负荷进行优化控制，保证微电网的 安全稳定运行，提高微电网的能源利用效率微电网能量管理系统功能如下：1） 分布式电源并离网远程自动控制2） 分布式电源并网点电气运行参数监控3） 营地负荷的自动分级控制，该功能由负荷控制器根据母线电压、频率等 实现对负载的分级切除4） 光伏组串式逆变器运行参数监视5） 储能变流器运行参数监控，遥调指令下发6） 储能电池管理系统运行数据监视，并根据储能电池电量状态，实现对其 智能充放电控制7） 分布式电源发电量数据报表统计，负荷用电情况报表统计及系统经济运 行分析8） 根据监视数据实现对系统运行模式的自动切换控制9） 微电网系统有功、无功自动控制，实现微电网系统电压及频率稳定3系统运行方式：1＞离网运行模式：光伏和储能变流器1正常供电。

接触器KM3、KMG吸合，接触器KM1、KM2断开，储能变流器1工作在 v/f模式，光储对负载供电在该模式下，能量管理系统依据负荷功率、光伏功率、电池状态进行协调控 制，维持系统功率平衡，。