匯川技術案例——東澳島1MW智能微電網項目_匯川_智能微電網

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應用設計

匯川技術案例——東澳島1MW智能微電網項目

深圳市匯川技術股份有限公司

2014/6/30 15:07:56

本文介紹了運用匯川技術智能微電網方案，采用匯川國內首創的IBD100系列微網雙端變換器在我國首個海島兆瓦級智能微電網項目上的成功應用。

一、引言

珠海市擁有147個島嶼，號稱百島之市，這些島嶼目前正按國家相關規定，堅持保護為主、適度開發的原則，保護海島資源和生態，揚長避短，發展海島港口、旅游、漁業及海洋能源等資源優勢產業。

開發海島必須要解決能源與淡水，目前有人居住的島嶼多為柴油發電和從陸地船運淡水。由于石油價格不斷攀升，這些島嶼能源成本已達3.3元/度、淡水價格高達25元/噸以上。高昂的能源、淡水價格嚴重制約海島的開發與發展。

缺電問題是嚴重阻礙海島經濟發展的重要因素，落后的柴油發電系統嚴重污染了海島的生態環境。工程于2009年12月份正式啟動運行，電壓等級為10千伏，統籌了海島富饒的風力和太陽能資源，利用儲能、柴油發電機等多種能源，構建適應海島用戶需求的發、輸、變、配、用一體化孤島型海島智能微電網系統。很大程度上降低了海島的用電成本，解決當前海島用電貴、用電難和停電時間長等難題。

二、匯川技術離網帶有柴油機解決方案

1、工作原理：

通過匯川IBD100系列微網雙端變換器將柴油機發電、光伏發電、風力發電設備以及蓄電池等電源設備進行并網聯接，構建新型綠色智能微型電網，可以給用戶負載提供較高質量的電能,即使脫離了配電網，仍可以獨立運行。

（1）微電網正常工作狀態下柴油機不工作，由微網雙端變換器形成主干網，儲能變流器、光伏發電系和用戶負載掛接在主干網上。

（2）當光照充足時光伏系統發電供居民負載用電，同時多余的能量通過微網雙端變換器和雙向儲能變流器為儲能電池充電。

（3）當光伏系統不發電或發出的電能不足以供給用戶負載使用時，通過調配儲能變流器所接電池里存儲的能量供負載使用。

2、基于該方案的成功案例：

珠海東澳島1MW微電網方案（我國首個海島兆瓦級智能微電網系統）

浙江北麂島1.274MW離網光伏電站

萬山島2MW智能海島微電網項目

三、東澳島1MW離網光伏電站系統介紹

1、微電網綜合系統結構圖：

微網綜合系統結構圖

2、設計原則：

針對東澳海島現有的輸變電線路，根據東澳海島電力供應狀況，本設計方案不再建設新的輸變電線路，而是只利用海島原有的輸變電線路＊。根據現有輸變線路的容量，確定以柴油發電機為原動力，以雙向變換器為基礎、光伏發電、風力。

3、系統組成：

整個微電網綜合系統主要由微電網母網、文化中心子微網、擴容子網等組成。

（1）微電網母網

微電網母網主要由4臺200kW柴油發電機、4臺IBD100系列250kVA微網雙端變換器、4組1000Ah蓄電池組、400kW光伏長廊、5臺10kW風力發電機、4臺100kW光伏逆變器、5臺10kW風力發電逆變器組成。

4臺柴油發電機輸出三相380V交流電分別接入4臺微網雙端變換器交流輸入，由240節2V單體蓄電池串聯成標稱電壓480V，容量分別為1000Ah共4組蓄電池組分別接入雙向變換器直流母線，柴油發電機主要為蓄電池組充電提供電能，同時也可以通過雙向變換器直接為負載提供電能。4臺雙向變換器的交流直接并聯輸出構建容量為1000kVA，電壓為400V的微電網母網。

400kW光伏長廊分別通過4臺100kW光伏逆變器、50kW風力發電機分別通過5臺10kW風力發電逆變器并入母網交流母線，為微電網系統提供清潔新能源，其產生的電能為微網系統主要的能源形式。

東澳島微電網母網柴油發電機組

（2）文化中心子微網

文化中心作為東澳海島一個重要的旅游活動場所，整個中心的供電系統設計為一個子微網。

文化中心子微網輸入與母網相連接，主要由1臺250kVA雙向變換器、3組200 Ah蓄電池組、179.262kW屋頂光伏陣列（簡稱BIPV），3臺30 kW光伏逆變器，8臺10 kW光伏逆變器組成。

雙向變換器在子微網承擔著連接母網和構建子網的角色，實現能量的雙向流動。交流輸入與母網相連接，交流輸出構建一個容量為250kVA、電壓為400V的子微網系統。由240節2V單體電池組成電壓480V，容量200Ah的3組蓄電池組接入雙向變換器的直流母線，179.262kW考慮到BIPV安裝方式，分別通過3臺30 kW光伏逆變器，8臺10 kW光伏逆變器并入子微網交流母線。

東澳島微電網蓄電池組

（3）擴容子網

考慮到微電網系統在原有的輸變電線路基礎上開發，母網的容量受限于輸變電線路的輸送能力，同時分布式發電微網系統的特點就是根據負荷特性就近提供可靠、清潔的能源，達到能源最優利用。在整個微電網系統中，可以根據負荷的需要，利用雙向變換器、光伏發電、風力發電、蓄電池儲能構建多個零能耗的擴容子網。

四、智能微網核心設備

產品介紹——IBD100系列微網雙端變換器

IBD100系列微網雙端變換器是本公司針對新能源行業開發的一款產品，通過該設備，可將柴油機發電、光伏發電、風力發電設備以及蓄電池等電源設備進行并網聯接，構建新型綠色智能微型電網，可以給用戶負載提供較高質量的電能,即使脫離了配電網，仍可以獨立運行。

北麂島微電網電站項目采用四臺250kVA并聯形成微網主干網，作為電壓源為系統提供穩定優質的電壓支撐。匯川IBD100系列雙向變換器是國內獨創專為可再生能源微電網設計，特征如下：

雙向變換器能量流動示意圖

五、結束語

在東澳島三處大型建筑屋頂及一面山坡上，安裝了多晶硅及非晶硅組件，總面積7100平方米，每年利用太陽能發電146萬度，約占東澳島用電總量的70%，該發電系統一太陽能為主，以柴油機，風能為輔，不僅保證島上居民全年正常供電，而且居民電價由以前的3.40元/度降至2.60元/度，減排二氧化碳1100噸，粉塵309噸，做到了環保發電，體現了我國電力行業的進步。