智能光伏微電網(wǎng)是以光伏作為主力發(fā)電,其它新能源為輔助動力,儲能系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)作用的,因此,首先要保證各發(fā)電單元的可靠性,同時,要求對天氣變化(日照、風(fēng)力等)的影響有一定的預(yù)測功能。其次,所有的發(fā)電系統(tǒng)必須根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)部的電壓等級設(shè)計,進行開放性與規(guī)范性兼顧的互聯(lián)。
可以看出,智能光伏微電網(wǎng)由光伏、微風(fēng)發(fā)電、微型燃機發(fā)電等電源系統(tǒng),釩電池、超級電容和飛輪等儲能系統(tǒng),網(wǎng)內(nèi)負載,輸配電系統(tǒng)、保護系統(tǒng)和微網(wǎng)控制中心(微網(wǎng)控制器)組成。所有的發(fā)電系統(tǒng)必須具備本地的智能控制功能,能夠?qū)⒈旧淼陌l(fā)電運行數(shù)據(jù)發(fā)送到微網(wǎng)控制中心,并通過微網(wǎng)控制中心送到外電網(wǎng)。
微電網(wǎng)通過隔離變壓器和保護裝置與外電網(wǎng)相連。微電網(wǎng)可以并網(wǎng)運行,也可以脫離主電網(wǎng)進入孤島運行模式。微網(wǎng)控制器對微電網(wǎng)的內(nèi)部運行進行統(tǒng)一控制和調(diào)度,同時負責(zé)與外部電網(wǎng)的調(diào)度。
智能光伏微電網(wǎng)的設(shè)計,首先要考慮當(dāng)?shù)氐碾娏ω摵尚枨?,然后根?jù)當(dāng)?shù)氐娜照铡L(fēng)力、水力、沼氣等資源,進行發(fā)電系統(tǒng)的容量配置和選址,并根據(jù)負荷的用電需求和電源的容量以及發(fā)電的時間特性進行儲能系統(tǒng)和微型燃機發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計,最后,從組網(wǎng)的角度進行整個微電網(wǎng)的組網(wǎng)設(shè)計。
在智能微電網(wǎng)監(jiān)控主站系統(tǒng)的設(shè)計上,必須充分考慮與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)平臺在系統(tǒng)建模、維護、信息共享、運行管理等方面的一致性,針對微電網(wǎng)內(nèi)部不同廠家的設(shè)備,要進行規(guī)范性、標準性的建模與規(guī)范設(shè)計,嚴格遵循國網(wǎng)公司制定的標準與規(guī)范設(shè)計,包括:國際標準iec 61968、iec 61970等,并提供開放的應(yīng)用編程接口(api),有利于系統(tǒng)今后的功能擴充。系統(tǒng)將商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫在設(shè)計上有機地結(jié)合在一起,提供對數(shù)據(jù)模式的建立、數(shù)據(jù)存貯、報表系統(tǒng)以及對外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
多個微電網(wǎng)之間可以通過主干網(wǎng)相連,也可以直接通過一個獨立于現(xiàn)有公網(wǎng)之外的新的子網(wǎng)相連。微電網(wǎng)之間的調(diào)度通過遠程調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)。不同微電網(wǎng)之間的互聯(lián)能夠減少主電網(wǎng)的負擔(dān),增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性,并在主網(wǎng)故障時,為主網(wǎng)提供必需的電力。
設(shè)計之后,進行微電網(wǎng)的設(shè)備選型,要求是可靠性,智能性,和開放性。
智能光伏微電網(wǎng)的建設(shè),包括各發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)、儲能系統(tǒng)的建設(shè)、中心配電站(含輸配電系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)、微網(wǎng)控制中心等)的建設(shè)、微網(wǎng)內(nèi)部電纜的敷設(shè)、以及信息系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。
運行調(diào)試首先進行孤島運行調(diào)試,對各裝置的啟停和切換進行調(diào)試,同時,觀察負載變化時儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。然后進行并網(wǎng)調(diào)試,觀察光伏電站等電源接入和斷開時,電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力和電力質(zhì)量的波動情況。還要進行各類保護試驗。
智能光伏微網(wǎng)由于發(fā)電和負荷以及控制均在一地,設(shè)備數(shù)量較多,而且控制要求復(fù)雜,維護內(nèi)容首先要求對于光伏電站進行系統(tǒng)維護,保證光伏發(fā)電的最大出力,其次,對于其它發(fā)電系統(tǒng)如風(fēng)力、水電、生物質(zhì)能、微型燃機等設(shè)備進行維護,而且,還要對于配網(wǎng)、保護、控制中心進行維護。因此,對于微電網(wǎng)的維護要求要比傳統(tǒng)電網(wǎng)的配電維護要高出許多。這要求微網(wǎng)公司的業(yè)主或微網(wǎng)系統(tǒng)集成公司在當(dāng)?shù)匾谐qv的維護和運行隊伍,而且,對于運維人員的技術(shù)要求比較高,需要經(jīng)過專門的職業(yè)培訓(xùn)。
智能光伏微網(wǎng)的運行需要與主干網(wǎng)有及時和充分的信息交互,每個微網(wǎng)控制中心要與電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)和scada系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)通訊,這樣才能保證微電網(wǎng)與主干網(wǎng)能夠相互支持,而減少或消除相互的影響。多個微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)時,要有自己的縣域甚至省域scada系統(tǒng),可通過公用無線網(wǎng)絡(luò)進行遠程通信。而微電網(wǎng)的業(yè)主可以通過控制中心對于各個微電網(wǎng)的運行情況、設(shè)備狀態(tài)、電力參數(shù)和電力質(zhì)量進行監(jiān)控,對各微電網(wǎng)的設(shè)備進行遠程監(jiān)控。
智能光伏微電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展,能夠?qū)⒏鞣N形式的新能源發(fā)電集成起來,并能夠克服光伏發(fā)電和其它新能源發(fā)電的弱點,保證光伏發(fā)電的穩(wěn)定性,充分發(fā)揮新能源清潔和可再生的優(yōu)點;微電網(wǎng)的建設(shè)可減少電網(wǎng)的投入,大大減少火力發(fā)電的容量和霧霾、酸雨等大氣污染,將大量的煤炭、石油、天然氣等能源節(jié)約下來作為原材料而不再是燃料使用。而隨著微電網(wǎng)的數(shù)量的增加與互聯(lián),能夠?qū)⒊鞘?、城?zhèn)和農(nóng)村的大量工業(yè)與民用建筑和工農(nóng)業(yè)設(shè)施均變?yōu)榘l(fā)電建筑和發(fā)電設(shè)施,不僅可以解決新農(nóng)村和城鎮(zhèn)化帶來的新增用電需求,而且也對原有的電力需求予以規(guī)模性的替代,對于實現(xiàn)第三次工業(yè)革命有著極其重要的意義。