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基於先進能效管理的智能微電網關鍵技術應用案例能源安全是關係國家經濟社會發展的全局性、戰略性問題，對國家繁榮發展、人民生活改善、社會長治久安至關重要。我國電力用煤量占年用煤總量70%以上，因此合理降低電煤的使用量，開展新能源和可再生能源的開發利用成為解決我國能源短缺 和環境保護等問題的關鍵。

電力系統穩定運行要求供需實時平衡，然而風力、光伏等可再生能源發電具有間歇性、不確定性的特性，某些條件下，所發電能存在無法完全消納的問題，而應用分布式儲能技術與風電、光伏等分布式電源以及用戶負荷組建成能夠實現自我控制、保護和管理的微網是一項可有效解決這一問題的關鍵技術。含分布式 儲能的微網使處於電力系統管理邊緣的大量分布式電源併網成為可能，有效弱化了分布式電源接入電力系統後的不可控、不安全和不穩定情況，解決了分布式發電面臨的許多技術障礙和質疑。本項目基於國家863計劃項目「基於先進能效的智能微電網 關鍵技術研究」的理論成果，重點研究微電網系統多種能源協同 運行穩定控制和經濟運行技術，構建包括風、光、儲多種能源構成的微電網示範工程。

一、應用案例

賽達偉業新興產業園區位於天津市中心城區南部，規劃6.33平方公里，包括七大功能分區。園區規劃用電負荷約為12.51MW（12508.4kW），35kV外電網接入，配電網為5台10kV/0.4kV變壓器接入，單台容量1250kVA。

本微電網項目擬就近選擇 F 區作為微網負荷區域，F 區負荷 統計：樓層供電：533.8kW，共六層；屋頂空調機組供電：450kW；公共區供電：76.5kW。

本微電網項目選擇該配電室一台變壓器二次側400V母線作為微電網併網點，F 區作為該微電網負荷區域。微電網方案由1套500kW多晶光伏發電系統、1套400kW風力發電系統、1套250kWh鋰電池，1套50kW10s超級電容、微電 網智能配電系統、微電網控制系統、用電負荷構成，實現對微電網的智能化管理，實現微電網併網、孤網等多種運行模式的運行及無縫切換。

該項目創新點主要為：

1、提出微電網無縫切換技術，實現微電網不同運行模式切換時不中斷供電，切換實現不大於 10ms，提高系統供電可靠性。

2、提出了以高速實時以太網微網控制單元為核心的微網控制技術。通過對微網全網電氣參數的快速採集和對微網各電源、儲能的快速控制，實現微電網的穩定運行。

3、提出了基於二次規劃的微電網經濟運行調度技術，實現微電網的經濟優化運行。

4、運營模式上，採用無償租用業主建設用地，業主電費優惠使用的模式，雙方互利共贏。

分布式電源系統二氧化硫和固體排放幾乎為0，溫室氣體減少50%以上，氮氧化物減少80%。總的說來，本項目能夠有效減少電力生產過程中的溫室氣體排放和污染，在節能減排、氣候變化的控制方面做出一定的貢獻。

本微電網系統內，光伏系統和風力發電年平均發電量共143萬kWh，根據計算平均每年節約標煤454.74噸，減少煙塵排放量約136.424 千克，二氧化硫約 909.478千克，減少氮氧化物約454.716千克，減少二氧化碳約118.242千克，節約純淨水3200立方米。

二、技術要點

本項目的關鍵技術主要體現在以下幾個方面：

1、即插即用、無縫切換的系統設計。本系統通過先進的設計理念，實現微電網系統併網、孤網模式穩定運行，並且能夠無縫的進行孤網、 併網運行模式切換。

2、多級分層控制體系。本項目採用三級控制體系，分別實現微電網毫秒級、秒級、鍾級的穩定控制。

3、快速 PCC開關。實現快速隔離微電網系統，在與大電網接口處配置能夠快速動作的 PCC 開關。

4、高度集成的微電網網關接口櫃。在微電網與公共電網聯接處安裝高度集成的微電網網關接口櫃。保證微電網穩定控制、與公共電網的聯接與隔離等功能，確保微電網的穩定運行及與大電網的平滑接口。

5、微電網各迴路配置微電網專用的繼電保護裝置。實現微電網系統的故障檢測與隔離。

6、與儲能系統一體化設計的微電網儲能逆變器。支持四象限運行，解決微電網毫秒級系統穩定性問題。實現微電網併網到孤網的模式切換過程中的系統穩定性。

7、混合儲能綜合利用。本項目配置鋰電池和超級電容不同類型的儲能系統，微電網系統充分利用不同種類儲能的特性，實現混合儲能的綜合優化利用。

8、基於高速實時以太網的微網控制單元。通過快速採集、快速 傳輸、快速控制，實現對微電網的快速感知和控制。

9、微電網中央控制器。中央控制器與快速微網控制單元想配合，實現微電網系統的全電路快速採集，實時性達到毫秒級。

10、微電網專用軟件系統。確保與主網系統間的運行協議，保證微電網系統的穩定和電能質量，給出運行策略。實現微電網的經濟運行，提高系統能效，降低運行成本。

三、應用前景

微電網中的分布式電源使市場集中度大大下降，越來越多的電力用戶直接參與市場。分布式電源、微電網運行將成為未來智能電網的有力補充和有效支撐。因此，配電公司、分布式電源和微電網的投資和運營公司也都將作為電力市場的主體，並使市場集中度得以降低。「十四五」以來，中國力爭於2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前實現碳中和。分散式風電是一種小規模分散式、布置在用戶附近、高效可靠的發電模式，雖然其總容量較小，但可利用已建成的電網進行輸送，更加靈活，可實現風能資源的有效利用和就地消納。未來我國也將嚴控高耗能、高排放行業產能規模，大力發展節能環保產業。提升非化石能源在一次能源消費中的比重，將是接下來新能源行業的主要任務。