汇川技术案例——东澳岛1MW智能微电网项目_汇川_智能微电网

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汇川技术案例——东澳岛1MW智能微电网项目

深圳市汇川技术股份有限公司

2014/6/30 15:07:56

本文介绍了运用汇川技术智能微电网方案，采用汇川国内首创的IBD100系列微网双端变换器在我国首个海岛兆瓦级智能微电网项目上的成功应用。

一、引言

珠海市拥有147个岛屿，号称百岛之市，这些岛屿目前正按国家相关规定，坚持保护为主、适度开发的原则，保护海岛资源和生态，扬长避短，发展海岛港口、旅游、渔业及海洋能源等资源优势产业。

开发海岛必须要解决能源与淡水，目前有人居住的岛屿多为柴油发电和从陆地船运淡水。由于石油价格不断攀升，这些岛屿能源成本已达3.3元/度、淡水价格高达25元/吨以上。高昂的能源、淡水价格严重制约海岛的开发与发展。

缺电问题是严重阻碍海岛经济发展的重要因素，落后的柴油发电系统严重污染了海岛的生态环境。工程于2009年12月份正式启动运行，电压等级为10千伏，统筹了海岛富饶的风力和太阳能资源，利用储能、柴油发电机等多种能源，构建适应海岛用户需求的发、输、变、配、用一体化孤岛型海岛智能微电网系统。很大程度上降低了海岛的用电成本，解决当前海岛用电贵、用电难和停电时间长等难题。

二、汇川技术离网带有柴油机解决方案

1、工作原理：

通过汇川IBD100系列微网双端变换器将柴油机发电、光伏发电、风力发电设备以及蓄电池等电源设备进行并网联接，构建新型绿色智能微型电网，可以给用户负载提供较高质量的电能,即使脱离了配电网，仍可以独立运行。

（1）微电网正常工作状态下柴油机不工作，由微网双端变换器形成主干网，储能变流器、光伏发电系和用户负载挂接在主干网上。

（2）当光照充足时光伏系统发电供居民负载用电，同时多余的能量通过微网双端变换器和双向储能变流器为储能电池充电。

（3）当光伏系统不发电或发出的电能不足以供给用户负载使用时，通过调配储能变流器所接电池里存储的能量供负载使用。

2、基于该方案的成功案例：

珠海东澳岛1MW微电网方案（我国首个海岛兆瓦级智能微电网系统）

浙江北麂岛1.274MW离网光伏电站

万山岛2MW智能海岛微电网项目

三、东澳岛1MW离网光伏电站系统介绍

1、微电网综合系统结构图：

微网综合系统结构图

2、设计原则：

针对东澳海岛现有的输变电线路，根据东澳海岛电力供应状况，本设计方案不再建设新的输变电线路，而是只利用海岛原有的输变电线路＊。根据现有输变线路的容量，确定以柴油发电机为原动力，以双向变换器为基础、光伏发电、风力。

3、系统组成：

整个微电网综合系统主要由微电网母网、文化中心子微网、扩容子网等组成。

（1）微电网母网

微电网母网主要由4台200kW柴油发电机、4台IBD100系列250kVA微网双端变换器、4组1000Ah蓄电池组、400kW光伏长廊、5台10kW风力发电机、4台100kW光伏逆变器、5台10kW风力发电逆变器组成。

4台柴油发电机输出三相380V交流电分别接入4台微网双端变换器交流输入，由240节2V单体蓄电池串联成标称电压480V，容量分别为1000Ah共4组蓄电池组分别接入双向变换器直流母线，柴油发电机主要为蓄电池组充电提供电能，同时也可以通过双向变换器直接为负载提供电能。4台双向变换器的交流直接并联输出构建容量为1000kVA，电压为400V的微电网母网。

400kW光伏长廊分别通过4台100kW光伏逆变器、50kW风力发电机分别通过5台10kW风力发电逆变器并入母网交流母线，为微电网系统提供清洁新能源，其产生的电能为微网系统主要的能源形式。

东澳岛微电网母网柴油发电机组

（2）文化中心子微网

文化中心作为东澳海岛一个重要的旅游活动场所，整个中心的供电系统设计为一个子微网。

文化中心子微网输入与母网相连接，主要由1台250kVA双向变换器、3组200 Ah蓄电池组、179.262kW屋顶光伏阵列（简称BIPV），3台30 kW光伏逆变器，8台10 kW光伏逆变器组成。

双向变换器在子微网承担着连接母网和构建子网的角色，实现能量的双向流动。交流输入与母网相连接，交流输出构建一个容量为250kVA、电压为400V的子微网系统。由240节2V单体电池组成电压480V，容量200Ah的3组蓄电池组接入双向变换器的直流母线，179.262kW考虑到BIPV安装方式，分别通过3台30 kW光伏逆变器，8台10 kW光伏逆变器并入子微网交流母线。

东澳岛微电网蓄电池组

（3）扩容子网

考虑到微电网系统在原有的输变电线路基础上开发，母网的容量受限于输变电线路的输送能力，同时分布式发电微网系统的特点就是根据负荷特性就近提供可靠、清洁的能源，达到能源最优利用。在整个微电网系统中，可以根据负荷的需要，利用双向变换器、光伏发电、风力发电、蓄电池储能构建多个零能耗的扩容子网。

四、智能微网核心设备

产品介绍——IBD100系列微网双端变换器

IBD100系列微网双端变换器是本公司针对新能源行业开发的一款产品，通过该设备，可将柴油机发电、光伏发电、风力发电设备以及蓄电池等电源设备进行并网联接，构建新型绿色智能微型电网，可以给用户负载提供较高质量的电能,即使脱离了配电网，仍可以独立运行。

北麂岛微电网电站项目采用四台250kVA并联形成微网主干网，作为电压源为系统提供稳定优质的电压支撑。汇川IBD100系列双向变换器是国内独创专为可再生能源微电网设计，特征如下：

双向变换器能量流动示意图

五、结束语

在东澳岛三处大型建筑屋顶及一面山坡上，安装了多晶硅及非晶硅组件，总面积7100平方米，每年利用太阳能发电146万度，约占东澳岛用电总量的70%，该发电系统一太阳能为主，以柴油机，风能为辅，不仅保证岛上居民全年正常供电，而且居民电价由以前的3.40元/度降至2.60元/度，减排二氧化碳1100吨，粉尘309吨，做到了环保发电，体现了我国电力行业的进步。