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并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模分析

2018-01-29 15:42:03 智見能源   點擊量: 評論 (0)
微電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向,在提高能源供應效率,降低損耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技術(shù)等方面具有重要作用。近年來緊跟分布...
微電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向,在提高能源供應效率,降低損耗、提供高效便利的可再生能源接入控制技術(shù)等方面具有重要作用。近年來緊跟分布式能源發(fā)展步伐,一直致力于微電網(wǎng)工程設(shè)計,現(xiàn)通過《微網(wǎng)工程設(shè)計解析》系列報道,以某大樓并網(wǎng)型微電網(wǎng)工程設(shè)計案例,跟大家一起分享我們在微網(wǎng)工程設(shè)計過程中的經(jīng)驗。
 
一、邊界條件
 
(1)微電網(wǎng)并網(wǎng)不上網(wǎng)運行方式;
 
(2)全年任何時候微電網(wǎng)運行無棄風棄光現(xiàn)象;
 
(3)在保證微電網(wǎng)安全運行的情況下,以最小的投資最優(yōu)的運行策略獲取最大的經(jīng)濟效益。
 
二、負荷分析
 
該工程記錄了某大樓配電房內(nèi)的10kV電能表上的相關(guān)電量數(shù)據(jù),以及3月~11月的電費單,3~11月份平均每月用電量如下:
 
 
圖1 智方大樓3月~11月10kV線路用電量數(shù)據(jù)
 
本工程的微電網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)連接采取并網(wǎng)不上網(wǎng)的運行方式,即光伏、風電、儲能所發(fā)電量均為負荷所消耗,考慮微電網(wǎng)分布式電源應盡可能少的棄風、棄光。因此,在設(shè)計微電網(wǎng)各系統(tǒng)的規(guī)模時,需要按負荷最低情況考慮。根據(jù)上圖,5月份的電量最低,故采用5月份數(shù)據(jù)用于分布式電源規(guī)模計算。
 
 
圖2 標準月工作日負荷曲線
 
 
圖3 標準月非工作日負荷曲線
 
根據(jù)上面兩圖,標準月工作日最低負荷13.83kW,最高負荷25.31kW,全天用電量481.03kWh;非工作日最低負荷11.28kW,最高負荷17.04kW,全天用電量356.63kWh。白天(9:00~15:00)最低負荷15.04kW,最高負荷24.51kW。定義標準月有工作日21天,非工作日10天,計算標準月用電量為13668kWh。
 
三、分布式能源優(yōu)化配置
 
該工程根據(jù)目前分布式能源接入電網(wǎng)的相關(guān)政策,選定并網(wǎng)不上網(wǎng)的模式。工程將以最小模式對各種能源形式進行優(yōu)化配置,即負荷最小時分析光伏、風機及儲能的規(guī)模。
 
(1) 分布式光伏優(yōu)化配置
 
光伏所發(fā)電量全部為負荷所消耗,為了充分利用光伏所發(fā)電量,光伏發(fā)電功率不能超過負荷功率。因此,應取負荷功率最小,光伏發(fā)電功率最大時分析光伏裝機規(guī)模。考慮到用戶負荷的變化,光伏最大發(fā)電功率取負荷功率的50%左右。
 
本工程的標準月負荷曲線為最小負荷曲線,符合分析光伏建設(shè)規(guī)模的條件。同時,5月份月平均太陽輻射數(shù)值最大。因此,使用5月份太陽輻射數(shù)據(jù)進行分析。取5月份中每小時最大太陽輻射數(shù)值作最大輻射曲線,取光伏裝機規(guī)模12.1kW,做光伏發(fā)電曲線,見圖4中光伏發(fā)電功率曲線。
 
此時,光伏發(fā)電功率占負荷功率最大比例為56%,滿足光伏發(fā)電功率不能超過負荷功率的條件。
 
 
圖4 光伏發(fā)電曲線與負荷曲線對比
 
綜上,分布式光伏裝機規(guī)模按12.1kW考慮。
 
分布式風電優(yōu)化配置
 
由于該大樓位于上海市區(qū),周圍有多棟大樓,風能資源條件一般,同時,風力發(fā)電度電成本較高,難以產(chǎn)生經(jīng)濟效益。
 
但是,配置風機有利于豐富微電網(wǎng)概念,有利于對微電網(wǎng)的研究,有利于對風力發(fā)電特性的研究,有利于多能互補的特性研究。因此,本工程選擇風機裝機規(guī)模為3kW,起示范和研究作用。
 
(2)儲能優(yōu)化配置
 
為了獲取最大的經(jīng)濟效益,儲能系統(tǒng)的主要應用模式為用戶分時電價管理,利用峰谷電價差在不同的時段進行充放電??紤]在非夏季的情況下,以非工作日負荷曲線為標準,儲能系統(tǒng)在谷時段進行充電,在峰時段進行放電。因本工程配置風力發(fā)電,裝機規(guī)模為3kW,在儲能的優(yōu)化配置計算過程中,以負荷大于光儲發(fā)電出力之和3kW為限制條件。光伏儲能系統(tǒng)接入后的系統(tǒng)側(cè)供電曲線見圖5。
 
儲能系統(tǒng)最大充放電功率13.20kW,每日充放電量為53.37kWh??紤]到鉛碳電池的60%的放電深度,儲能系統(tǒng)裝機容量取90kWh。
 
考慮到節(jié)假日期間,大樓負荷較低,儲能系統(tǒng)每年循環(huán)次數(shù)取336次。
 
 
圖5 儲能系統(tǒng)調(diào)整后的負荷曲線
 
綜上所述,本項目微電網(wǎng)中光伏子系統(tǒng)規(guī)模為12.1kW,風機3kW,儲能30kW/90kWh。
 
原標題:微網(wǎng)工程設(shè)計解析(一):并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模分析
 
 
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