農(nóng)村電網(wǎng)中的微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及供電領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)村電網(wǎng)中的微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)與負(fù)荷特性決定了西部、北部作為發(fā)電基地，中部東部作為負(fù)荷中心的電力工業(yè)發(fā)展特性。由此，通過長(zhǎng)距離，大容量的輸電通道連接發(fā)電基地及負(fù)荷中心的輸電形式成為我國(guó)主要輸電形式。但這種形式發(fā)生事故時(shí)事故容易擴(kuò)散，且對(duì)于負(fù)荷中心的調(diào)峰問題造成較大壓力。而大范圍遠(yuǎn)距離的輸電，調(diào)峰較難，因此，可以考慮從需求側(cè)管理的角度解決。而靈活方便的分布式供電可以成為長(zhǎng)距離，大容量供電模式的重要補(bǔ)充。但是普遍使用新能源的分布式發(fā)電受自然因素制約嚴(yán)重，這一因素直接導(dǎo)致了分布式電源、用電負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置和控制裝置等結(jié)合而成的微電網(wǎng)概念。
[0003]實(shí)際工程中，根據(jù)微電網(wǎng)構(gòu)成電源的不同，微電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)分類的不同，微電網(wǎng)建設(shè)地點(diǎn)，建設(shè)目的的不同，最后微電網(wǎng)的并網(wǎng)方式也不盡相同。微電網(wǎng)典型電源主要分為單一電源、風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)供類電源、生物質(zhì)能微電網(wǎng)等多種類型。微電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)有交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)、交直流微電網(wǎng)
其中，對(duì)于可再生能源種類較為單一的某些地區(qū)，主要采取適合當(dāng)?shù)氐目稍偕茉醋鳛槲㈦娋W(wǎng)基礎(chǔ)電源，同時(shí)為滿足不同的建設(shè)目的，配置不同的儲(chǔ)能及輔助的其他新能源電源。一般來說，單一電源類地區(qū)主要以風(fēng)電和光伏為主。以風(fēng)電為主的微電網(wǎng)，主要應(yīng)用于我國(guó)西部，北部等風(fēng)力資源為一類或二類，但較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，主要用于向當(dāng)?shù)毓?yīng)電力，作為大電網(wǎng)的重要補(bǔ)充。此外，東南沿海省份以風(fēng)電為主的微電網(wǎng)，容量較小，且往往配有光伏，儲(chǔ)能等其他能源，主要以科學(xué)研究為主，一般采用并網(wǎng)型，需要大電網(wǎng)支援。
[0004]離網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)為了解決晚上無陽(yáng)光的問題，主要通過配置儲(chǔ)能設(shè)備滿足晚上的電力需求。限于成本，離網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)所供負(fù)荷往往較小，且對(duì)供電可靠性要求不高。并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)一般不配置或少量配置儲(chǔ)能，配置目的主要為改善電能質(zhì)量。建設(shè)地點(diǎn)則為電網(wǎng)較強(qiáng)的城市，而且往往與建筑相結(jié)合，避免占地過多，比如在公共設(shè)施、商業(yè)建筑及工業(yè)廠房屋頂?shù)劝惭b并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合供電微電網(wǎng)是指以光伏發(fā)電和風(fēng)機(jī)發(fā)電為主要功能形式的微電網(wǎng)，可以結(jié)合風(fēng)電及光伏發(fā)電的特點(diǎn)，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。比如，風(fēng)力發(fā)電往往白天發(fā)電少，夜間發(fā)電多，而光伏正相反。風(fēng)光結(jié)合可以在某種程度上減小微電網(wǎng)電源的波動(dòng)性。為在更廣泛的范圍內(nèi)體現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)，同時(shí)保證微電網(wǎng)的電能質(zhì)量滿足其他要求，需要配置一定量的儲(chǔ)能設(shè)備。但風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)由于配置了一定量的儲(chǔ)能裝置，成本往往較高，為了能最大程度削弱成本過高的開發(fā)壓力，這類微電網(wǎng)往往在風(fēng)光資源相對(duì)較好，電力市場(chǎng)較為成熟，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)作為試點(diǎn)開發(fā)。成本的因素限制了風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)在一般地區(qū)的開發(fā)潛力。
[0006]微電網(wǎng)實(shí)際建設(shè)時(shí)，除風(fēng)光儲(chǔ)等應(yīng)用范圍較廣，相對(duì)成本較低的電源外，也有其他類型電源。目前我國(guó)諸多城市均開發(fā)工業(yè)園區(qū)、高科技園區(qū)，這類園區(qū)往往有較為穩(wěn)定的冷熱負(fù)荷需求。燃?xì)廨啓C(jī)具備單位功率費(fèi)用較低，環(huán)境友好，能源利用率高等特點(diǎn)，因此，燃?xì)廨啓C(jī)成為提供園區(qū)冷熱電聯(lián)供的中堅(jiān)力量。通過充分燃燒天然氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，直接利用廢氣供熱或通過溴化鋰機(jī)組制冷，以滿足冷熱負(fù)荷需求，提高能源利用率。但是限制燃?xì)廨啓C(jī)的主要因素在于氣源的落實(shí)。我國(guó)天然氣儲(chǔ)量分布不均，西氣東輸工程對(duì)于東部大中城市天然氣供應(yīng)有限，且價(jià)格往往較貴。因此目前燃機(jī)系統(tǒng)利用場(chǎng)合較少，僅限于天然氣供應(yīng)相對(duì)較為充足的大城市，且一般均為并網(wǎng)型電網(wǎng)，僅用來供應(yīng)冷熱負(fù)荷。
[0007]生物質(zhì)能分為多種，包括木材碎肩、秸桿、沼氣、生活垃圾等等。我國(guó)資源豐富，不同的地區(qū)也適用于不同的生物質(zhì)能。比如，林業(yè)較為發(fā)達(dá)的東北部地區(qū)，可以利用采伐剩余碎肩作為生物質(zhì)發(fā)電原材料。中東部農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的省份，適合以秸桿，糧食加工殘?jiān)茸鳛樯镔|(zhì)能發(fā)電的原材料。而廣大農(nóng)村地區(qū)，適宜發(fā)展畜禽養(yǎng)殖廢棄物沼氣發(fā)電等，并同時(shí)采用生活垃圾和農(nóng)作物秸桿等生物質(zhì)能，以這些供能系統(tǒng)為基礎(chǔ)發(fā)展微電網(wǎng)。
[0008]交流微電網(wǎng)目前還是微電網(wǎng)主流，以成熟交流電網(wǎng)為基本網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在負(fù)荷側(cè)進(jìn)行負(fù)荷及微電網(wǎng)電源分配，成為交流微電網(wǎng)的雛形。
[0009]對(duì)于分布式電源較多，負(fù)荷較小的情況，可以選擇直流微電網(wǎng)。采用直流微電網(wǎng)，可以大量減少交流微電網(wǎng)中大量使用的變流器，使分布式電源中的電力直接由直流負(fù)荷消納，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，損耗更小，效率更高。
[0010]混合型交直流微電網(wǎng)通過交流系統(tǒng)與戶用交流網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系，通過逆變器與直流微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)。這種微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活，適用于各類負(fù)荷。但是這種微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，相對(duì)建設(shè)成本較高。
[0011]可見，微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活，適用面廣，不能僅針對(duì)某一種電網(wǎng)、負(fù)荷情況提出微電網(wǎng)并網(wǎng)方式，應(yīng)根據(jù)周邊電網(wǎng)、負(fù)荷類型或負(fù)荷需求等邊界條件，考慮不同邊界條件的微電網(wǎng)并網(wǎng)方案。因此，如何快速有效地選擇合適的微電網(wǎng)并網(wǎng)方式，對(duì)提高微電網(wǎng)實(shí)際工程的建設(shè)效率有著重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提供一種農(nóng)村電網(wǎng)中的微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)，針對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)為外部電網(wǎng)的情況，根據(jù)不同的并網(wǎng)目標(biāo)及所供負(fù)荷，提出相適應(yīng)的微電網(wǎng)典型并網(wǎng)方案。
[0013]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種農(nóng)村電網(wǎng)中的微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)，其中，光伏電站、風(fēng)機(jī)、能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的任意一種或其任意組合，接入一交流母線；所述交流母線的供電，與生物質(zhì)機(jī)組或柴發(fā)系統(tǒng)的供電，分別接入到同一饋線，為通過變壓器接入到同一饋線的第一交流負(fù)荷進(jìn)行供電；若干第二交流負(fù)荷分別接入其他的相應(yīng)饋線；各饋線分別接入中壓母線，進(jìn)而通過公共連接點(diǎn)連接另一變壓器以并入外部電網(wǎng)。
[0014]優(yōu)選地，替換接入一交流母線的風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)，為接入一直流母線的光伏電站、風(fēng)機(jī)、功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的任意一種或其任意組合，并使其為接入到同一直流母線的直流負(fù)荷進(jìn)行供電；所述直流母線的供電通過逆變器連接變壓器以接入到與生物質(zhì)機(jī)組或柴發(fā)系統(tǒng)所在的同一饋線。
[0015]優(yōu)選地，所述微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置于農(nóng)村的居民或公用建筑的屋頂。
[0016]優(yōu)選地，所述第一交流負(fù)荷的供電可靠性要求高于第二交流負(fù)荷。
[0017]優(yōu)選地，所述直流負(fù)荷的供電可靠性要求第二交流負(fù)荷。
[0018]本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種農(nóng)村電網(wǎng)中的微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)，其中，光伏電站、風(fēng)機(jī)、能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的任意一種或其任意組合，接入一交流母線，所述交流母線的供電接入一饋線；生物質(zhì)機(jī)組的供電接入另一饋線，為通過另一交流母線接入到該另一饋線的若干負(fù)荷進(jìn)行供電；各饋線分別連接中壓母線，進(jìn)而通過公共連接點(diǎn)連接變壓器以并入外部電網(wǎng)。
[0019]優(yōu)選地，所述微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)還設(shè)置有通過交流系統(tǒng)并網(wǎng)的柴發(fā)系統(tǒng)。
[0020]優(yōu)選地，所述微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置于農(nóng)村地區(qū)周邊空余土地或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無法利用的區(qū)域。
[0021]綜上所述，本發(fā)明在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)和典型示范工程的基礎(chǔ)上，結(jié)合微電網(wǎng)自身特性和我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，以微電網(wǎng)典型電源模式，研究并提出了基于微電網(wǎng)的分布式風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑽㈦娋W(wǎng)內(nèi)部的電氣接線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、供電制式(直流/交流供電和三相/單相供電)、相應(yīng)負(fù)荷和分布式電源所在微電網(wǎng)的位置等等。本發(fā)明以并網(wǎng)目標(biāo)，所供負(fù)荷為邊界條件，提出了適應(yīng)于農(nóng)村電網(wǎng)的微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)方案，具備較好的工程實(shí)用性。