微電網(wǎng)整體解決方案

微網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而 成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，具有提高能源利 用效率、提高供電的安全性和可靠性、減少電能傳輸損耗、減少對環(huán)境影響等優(yōu)點。根據(jù)微網(wǎng)是否與外部大電網(wǎng)聯(lián)接，微網(wǎng)可分為聯(lián)網(wǎng)型微網(wǎng)和獨立型微網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)型微網(wǎng)一般應用于工業(yè)園區(qū)、企業(yè)、社區(qū)、醫(yī)院、學校等區(qū)域，具有并網(wǎng)和獨立兩種運行模式，在并網(wǎng)工作模式下，與配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，實現(xiàn)能量的雙向交換。在外部電網(wǎng)供電中斷的情況下，可轉(zhuǎn)為獨立運行模式，提高了供電可靠性。獨立型微網(wǎng)一般應用于大電網(wǎng)未覆蓋的農(nóng)村、海島等偏遠地 區(qū)，不與常規(guī)電網(wǎng)相聯(lián)接，獨立運行，利用自身分布式電源滿足微網(wǎng)內(nèi)負荷需求的系統(tǒng)。

南瑞繼保為聯(lián)網(wǎng)型和獨立型微網(wǎng)提供安全、穩(wěn)定、可靠的解決方案，采用分層分布式控制系統(tǒng)設計并繼承了智能變電站技術(shù)，通過不同層次控制保護之間的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)微網(wǎng)系 統(tǒng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，并能大大提高分布式清潔能源接入電網(wǎng)的比例。

2. 分層分布式微網(wǎng)控制保護系統(tǒng)

南瑞繼保微網(wǎng)控制保護系統(tǒng)采用分層分布式設計，分為就地控制層、協(xié)調(diào)控制層和優(yōu)化 控制層。

就地控制層

包含DG、儲能變流器，就地控制器以及保護裝置，裝置之間不依賴于通信，響應速度快。當系統(tǒng)發(fā)生小的擾動或短路故障時，通過變流器自身的調(diào)節(jié)或保護的快速動作，能夠快 速平抑系統(tǒng)波動，恢復穩(wěn)定供電。

協(xié)調(diào)控制層

包含微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制裝置，需要通過控制通信網(wǎng)絡采集DG、儲能、柴油機以及重要負荷的信息，微網(wǎng)發(fā)生大的擾動(如電網(wǎng)非計劃停電、孤島運行時大容量的DG跳閘等)，微網(wǎng) 協(xié)調(diào)控制裝置通過對柴油機、儲能的運行模式以及DG的出力，確保電壓、頻率均維持在允許的范圍內(nèi)，保證微網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行。

優(yōu)化控制層

包含微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，該控制層在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、調(diào)度計劃、負荷預測等相關系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)基礎上，實現(xiàn)對特定應用進行數(shù)據(jù)分析、能量預測、負荷管理、優(yōu)化運行和經(jīng)濟調(diào)度等功能，為實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)能源綜合利用效率的大化提供保障。

特點

1、分層分布式控制保護系統(tǒng)設計，兼具分布式控制系統(tǒng)的高可靠性和集中式控制系統(tǒng)的易 于擴展的優(yōu)點，通過有效發(fā)揮不同層次控制保護間的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟運行;

2、控制層網(wǎng)絡冗余設計，相互獨立，安全可靠;

3、高性能微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制裝置，ms級響應速度，能夠?qū)崿F(xiàn)微網(wǎng)不同運行方式之間的無縫切換。

2.1 微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制裝置

PCS-9617MG 是專門為微電網(wǎng)(包括聯(lián)網(wǎng)型和獨立型)而設計的控制裝置，具備控制、保護、測量、監(jiān)視、通信等功能，通過協(xié)調(diào)控制DG、儲能、柴油機以及可控負荷，可實現(xiàn)微電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟化運行，有助于提高用戶的經(jīng)濟收益以及電網(wǎng)對分布式電源的接納能力和清潔能源的利用率。

PCS-9617MG基于南瑞繼保UAPC平臺開發(fā)，性能優(yōu)越，控制響應速度可達到繼電保護級，為微網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力地保障。除此之外，采用先進的優(yōu)化控制算法，確保 微網(wǎng)內(nèi)各種能源(如柴油機、CHP、光伏、風力發(fā)電等)的高效、經(jīng)濟運行。該控制器控制邏輯可靈活組態(tài)，易于為用戶作特定邏輯開發(fā)。該控制器不僅具備先進的控制功能，還集成 了微網(wǎng)并網(wǎng)保護等功能。

PCS-9617MG功能主要包括一下：

1) 控制

a) 并網(wǎng)運行控制

聯(lián)絡線功率控制

為了避免聯(lián)絡線功率的大幅變化對配網(wǎng)潮流產(chǎn)生影響，通過調(diào)節(jié)儲能和DG的功率，使PCC點功率維持在預定的范圍，使微網(wǎng)成為一個可控源/負荷，從而使得分布式電源友好的接入電網(wǎng)。

輔助服務

接受電網(wǎng)調(diào)度指令或根據(jù)就地電壓、頻率，控制儲能和DG的功率，為電網(wǎng)提供調(diào)頻、調(diào)壓服務。

儲能管理

平抑波動：風電和光伏具備出力隨機性和波動性的特點，影響微網(wǎng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。 儲能具備動態(tài)吸收和釋放功率的能力，控制器通過設置特定的策略，控制儲能吸收風光 出力的波動，實現(xiàn)了風光的平滑出力。

削峰填谷：控制器可以根據(jù)調(diào)度下發(fā)的削峰填谷曲線控制儲能出力，使微網(wǎng)成為配網(wǎng)系統(tǒng)的好公民。也可以就地設置峰谷出力曲線，峰電價時發(fā)電，谷電價時吸電，獲取峰谷電價差利潤，提高微電網(wǎng)的經(jīng)濟效益。

b) 孤島運行

頻率、電壓緊急控制 微網(wǎng)孤島運行時，功率缺額或者過剩導致電壓頻率急劇變化，影響微網(wǎng)內(nèi)負荷的正常運 行，甚至導致系統(tǒng)奔潰。為此配置了頻率、電壓緊急控制，通過控制儲能出力、快速甩負荷和解列DG，平衡微網(wǎng)內(nèi)功率需求，使得頻率、電壓恢復到允許的運行范圍內(nèi)。

光伏限功率控制 為了避免發(fā)電機(柴油機、燃氣機)因出力過低導致自動停機或損傷，自動控制光伏降低出力從而提高發(fā)電機出力至允許的值。

c) 暫態(tài)過程

微網(wǎng)運行模式切換：并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島，電網(wǎng)因故障、檢修等原因?qū)е码娋W(wǎng)失電時，本控制器快速檢測出孤島狀態(tài)， 跳開PCC斷路器并發(fā)送孤島信號至儲能及其他分布式電源，實現(xiàn)微網(wǎng)運行狀態(tài)的切換。

同期并網(wǎng)：孤島轉(zhuǎn)并網(wǎng)微電網(wǎng)并網(wǎng)時，本控制器提供自動同期合閘功能，實現(xiàn)了微網(wǎng)安全并網(wǎng)。

2) 保護

過流保護、低/過電壓保護、低/過頻率保護;

3) 監(jiān)視與測量

a) PCC點電壓、電流、頻率、有功、無功、功率因素以及電度量;

b) 斷路器位置監(jiān)視、CT斷線監(jiān)視、PT斷線監(jiān)視等;

c) 可記錄64次故障及動作報告，64次故障波形，1024次自檢報告及1024次變位報告;

d) 對時接口可支持多種GPS對時方式，包括IRIG-B、SNTP等對時方式以及IEEE1588 V2 高精度網(wǎng)絡同步對時方式。

4) 通信

a) 最多配有6個10/100Mbps、1個1000Mbps電以太網(wǎng)接口和6個RS-485/RS-232串 口，能夠與DG以及SCADA通信，支持IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、DNP3.0、MODBUS(Master和Slave)等規(guī)約;

b) 最多配有8個100Base-FX光以太網(wǎng)接口，支持IEC61850-8-1 GOOSE，能夠與PCS快速通信;

c) 對下與DG以及其他智能設備通信支持數(shù)百種通信規(guī)約，具備方便的組態(tài)配置方式，規(guī)約模塊配置靈活，可擴展。

特點

1、基于統(tǒng)一控制保護平臺(UAPC)開發(fā)，具有繼電保護級響應速度和可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)微網(wǎng)不同運行方式之間的無縫切換;

2、控制邏輯可靈活組態(tài)，易于為用戶作特定邏輯開發(fā);

3、豐富的通信接口和通信規(guī)約，滿足現(xiàn)場不同廠家、不同類型的變流器以及其他設備的通信接入;

4、通信板卡、IO插件可靈活選配，滿足不同容量微網(wǎng)的需求。