Acrel-2000MG-微电网能量管理系统

安科瑞 耿敏花

背景与需求

随着全球能源危机、用能增加以及新能源技术的增加，新能源发电越来越广，并逐步形成新型能源与电力市场，但新能源的能量密度普遍偏低，进行大功率发电还需要挑选适合的位置场地，因此属于间歇式电源。而微电网技术的提出，为高效利用这些新能源电力提供了重要的技术方向。

1.微电网定义

微电网系统由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。

分类：

并网型：既可以与外部电网连接运行，也支持离网独立运行，以并网为主。

离网型：不与外部电网联网，实现电能自发自用，功率平衡微电网。

微电网-光伏

自发自用、余电上网模式

自发自用模式（防逆流）

全额上网模式

微电网-风电

力发电机组将风能转换为交流电能，风力发电机输出的幅值、频率均不稳定的交流电，经过控制器整流成直流电后输出给逆变电源，由逆变电源转换成幅值、频率均稳定的交流电，经过电度表计量后，直接馈入直流电逆变为 AC380V、50Hz的三相交流电

（1）风力机组部分：捕获风能并将风能转化为交变电能；包括风力发电机组、塔架、地基、线缆等。

（2）并网控制部分： 控制风机系统的安全正常运行，内置整流模块输出直流电能，并对输出高电压进行限制，保护后端逆变器；包括并网控制器、泄荷器、线缆等。

（3）逆变部分：将控制器输出的直流电逆变成交流电并将能量馈入电网，带升压变隔离；包括并网逆变器、线缆等。

（4）卸荷部分：实现智能控制风力发电机进行刹车停机，确保风力发电机在异常工况下的安全。

微电网-储能

电化学储能系统主要由电池组、储能变流器（PCS）、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）以及其他电气设备构成。

电池组是储能系统主要的构成部分；

电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；

储能变流器可以控制储能电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换。

能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等；

微电网系统结构

微电网接入配电网要求

 接入系统电压等级

微电网宜采用单个并网点接入系统。当有两个及以上与外部电网的并网点时，在并网运行时，应保证只有一个并网开关处于闭合状态。

当高、低两级电压均具备接入条件时，可采用低电压等级接入，但不应低于微电网内高电压等级。

微电网接入配电网要求

80kW光伏；

500kW/1MWh储能

24*60kW直流桩；

0.4kV并网。

0.4kV电气主接线图(交流微网方案)

0.4kV电气主接线图(直流微网方案)

光储充一体化

微电网特征

 微型

电压等级：35kV及以下为主

系统容量：大用电负荷原则上≤20MW

 清洁

可再生能源装机容量占比50%以上

系统综合能源利用效率在70%以上

 自治

具有独立运行的控制系统；

独立运行时保障不低于2小时连续供电

与外部电网年交换电量一般不超过年用电量的50%

 友好

交换功率和交换时段具有可控性；

与并入电网实现备用、调峰、需求侧响应等双向服务

微电网应用场景

孤岛、边远地区

 解决偏远地区用电问题

大电网较弱区

 提高供电可靠性

 保证关键负荷供电

 防范电网故障状态

需求较高园区

 提高配电网对新能源的消纳能力

 提高新能源的利用率

 降低用能成本

 提升用能稳定性

 服务保障电网质量