[ 高级搜索 ]
·2017第八届配电自动化技术应用论坛 ·第九届成套设备发展与技术论坛(... ·第八届工业设计院及工业用户技术... ·2017第十七届中国国际电力电工高... [更多...]
当前位置:首页 >> 电气论文
一种支撑城市能源互联网的主动配电网建设方案
2017-08-24 10:33:58  作者:吴健 戴康等  来源:中国设计师网  
  •   在城市能源互联网环境下,电网成为能源配置的基础平台,提高城市的电气化水平成为优化能源结构、提高能源效率的根本举措。主动配电网作为智能电网发展的一种高级形式,具备组合控制各种分布式能源(DG、可控负荷、储能、需求侧管理等)的能力,可增强对可再生能源的接纳能力、提高用户的用电质量和供电可靠性。因此,主动配电网成为承载城市能源互联网发展的核心载体,促进风光储冷热电气等多种能源的互通互济及综合优化利用。

  国网苏州供电公司 吴健 戴康

  国电南瑞科技股份有限公司 苏义荣 王双虎 尹宏旭

  1 引言

  城市是世界主要的经济活动与能源消费场所,将城市区域作为全球范围的主要构成单元,构建城市能源互联网,实现能源结构由高碳到低碳、能源利用由低效到高效、资源配置由局部平衡到大范围优化配置、能源服务由单向供给到智能互动的转变,成为支撑城市能源消费绿色低碳发展的重要途径和推动城市能源变革的重点研究方向。城市能源互联网是以电为中心的城市各类能源互联互通、综合利用、优化共享的平台,可促进多种能源(煤、油、气、风、光等)与电能的有机融合。近年针对城市能源互联网已经开始了实质性研究并取得了阶段性成果。2016年国网天津市电力公司公开发布了《城市能源互联网发展白皮书》,系统介绍了城市能源互联网的特征、理念、创新方向和重点领域等内容,提出了天津公司打造城市能源互联网的行动计划,拟定了打造“全球能源互联网理念传播推广示范、清洁能源多级消纳示范、服务国家电网公司技术装备产业‘走出去’示范”三个示范的发展规划。文献[1]结合北京延庆地区智能电网创新示范区建设工程,提出了一种城市能源互联网的功能体系及应用方案。

  在城市能源互联网环境下,电网成为能源配置的基础平台,提高城市的电气化水平成为优化能源结构、提高能源效率的根本举措。主动配电网作为智能电网发展的一种高级形式,具备组合控制各种分布式能源(DG、可控负荷、储能、需求侧管理等)的能力,可增强对可再生能源的接纳能力、提高用户的用电质量和供电可靠性。因此,主动配电网成为承载城市能源互联网发展的核心载体,促进风光储冷热电气等多种能源的互通互济及综合优化利用。

  苏州在改革开放的历史大潮中成为中国发展最快和经济最发达的城市之一。在城市能源的消费和利用方面,苏州是现代发达城市能源形态的典型样本,形成了区域内六位一体的能源结构,天然气、地热、光伏、储能、风能、低位热能齐全,大型互联电网和微网形态齐全,形成了高比例、高消纳的能源互联形式。苏州也是国际能源变革发展的典范城市,提出了“建成绿色高可靠性和高质量的能源供应系统,建成开放互动的多能源互补智能能源系统,实现源-网-荷高效能量管理和资源配置,实现对多能互补的综合能源系统及虚拟电厂的管理”的四大目标,打造追求绿色、低碳、高效发展的“先行样板”。

  主动配电网示范创新项目是支撑苏州城城市能源互联网发展,继而推动苏州城市能源变革的重点工程。实现光伏、风电、分布式储能、电动汽车、柔性负荷的协调控制和友好互动,提高配电网对分布式电源的接纳能力和配电网的综合能源利用效率。

  2 主动配电网规划构想及布局

  主动配电网示范创新项目努力在“两个替代”方面实现突破,打造以电力为核心的能源供应平台和资源配置中心,推动能源安全、高效、可持续开发利用;打造国家电网公司推动能源变革发展的“世界名片”。主要构想是:

  (1)实现“能源供应清洁化、能源配置智能化、能源消费电气化、能源服务共享化”

  大规模引入区外来电,构筑能源绿色供应新格局;建设坚强灵活输配电网,助力新能源开发;应用热电联产和储能新技术,促进能源综合、高效开发利用。创新应用先进的电网技术和信息通信技术,建立以电力为核心的能源配置体系,实现多种能源互补协调运行。

  (2)“两个替代”最大化

  至2020年苏州地区特高压区外来电能力翻一番,清洁能源及时接入率和消纳率100%,清洁电力占比提升至50%,达世界领先水平。全市“无燃煤”,港口泊位岸电全覆盖,船舶岸电使用率提升至80%;建成“一公里”充电圈,电能占终端能源消费比例提升至30%,超过美国、德国、法国水平。

  (3)全面提升电能服务品质

  至2020年,供电可靠率和综合电压合格率分别提升至99.984%和99.998%。着力打造环金鸡湖区域高可靠供电示范区,供电可靠率提升至99.9999%,达到际领先水平。建设苏虹路工业区高电能质量示范区,综合电压合格率提升至99.999%。

  (4)打造国际能源变革思想发源地、理念传播地、技术推广地、产业集聚地

  借助国际能源变革论坛主场优势,运用工程实践、成果展示等多种方式,传播绿色低碳、节能环保、共享高效的能源开发利用理念。依托地区制造业技术优势、人才优势、国际合作优势,发挥电网项目的产业带动作用,在苏州打造国际领先的能源变革产业链。

  3 主动配电网建设目标及内容

  3.1 建设目标

  主动配电网示范创新项目实现多能互补智慧能源的规划构想,具体目标为:应用创新技术,实现新能源设备灵活接入和电网结构灵活可靠,打造具有世界领先水平的灵活可靠配电网;示范优质高效配电网,支撑精密制造业、电子芯片加工等负荷对高电能质量的要求;建设源-网-荷-储协调控制系统,推动能源高效利用和绿色低碳发展。

  3.2 总体建设内容

  苏州主动配电网示范创新项目由五个工程组成,如图1所示。

\

  (1)工程1:基于柔性直流互联的交直流混合主动配电网技术应用示范工程(2.5产业园)

  针对2.5产业园负荷快速增长、供电可靠性要求高、分布式资源高效消纳等问题,建设柔性直流系统、直流微电网与交流系统互联的交直流混合主动配电网。工程建成后,局部清洁能源渗透率达到30%,具备对渗透率达50%的清洁能源的消纳能力,配电网供电可靠性不低于99.999%。

  (2)工程2:基于“即插即用”技术的主动配电网应用示范工程(2.5产业园)

  建设分布式电源/储能/多样性负荷即插即用装置,实现分布式电源、多样性负荷及储能设备的灵活接入和有效利用,使多样性负荷、新能源、储能设备主动参与并响应电网的控制。

  (3)工程3:苏州工业园区高可靠性配电网应用示范工程(环金鸡湖区域)

  采用柔性直流合环技术,在110kV金鸡湖变与110kV园区变四回20kV线路之间建设一座四端口柔性直流换流站,实现20kV线路的合环运行,满足环金鸡湖区域极高供电可靠性的要求。工程建成后区域供电可靠性不低于99.9999%,媲美东京、新加坡核心区水平。

  (4)工程4:苏州工业园区配电网高电能质量应用示范工程(苏虹路工业区)

  采用集中补偿和分散补偿相结合、装设SVG和DVR等设备的方法,满足苏虹路工业区内众多高新技术行业对电能质量的苛刻要求。在国内首次实现对20kV配电网的电能质量补偿与治理,母线电压暂降次数将由平均每年15次降低到两次以下。

  (5)工程5:主动配电网网源荷(储)协调控制技术应用示范工程(2.5产业园)

  建设网源荷(储)协调控制系统,实现2.5产业园分布式能源利用的最优化和效益最大化。工程建成后可对光伏、风电、分布式储能、电动汽车、柔性负荷进行互动协调控制。

  五个子工程之间各有侧重并相互支撑,共同打造苏州灵活可靠、优质高效、绿色低碳的一流配电网,并实现多能优化利用,支撑苏州城市能源互联网发展。

  3.3 工程建设方案

  3.3.1 基于柔性直流互联的交直流混合主动配电网技术应用示范工程

  该工程由±20kV柔性直流互联系统和分布式光伏、分布式风电、微型燃气轮机、蓄电池、电动汽车充换电负荷、直流微电网等单元组成。分布式电源通过配电房分别接入沙基诺开闭所、凤里街南开闭所、建屋产业园开闭所、建屋产业园2#开闭所。每个开闭所20kV交流母线均采用单母三分段接线,其中2回(母线I、III)为20kV交流线路,接入姚慕变20kV母线,形成环网,接分布式电源和负荷;另外1回(母线II)连接换流站,通过±20kV柔性直流线路,接入纳米变20kV母线。直流微电网通过1个双向PCS接入建屋2#开闭所交流母线。分布式能源装机容量分别是:光伏2.63MWp,风电150kW,微型燃气轮500kW。部署微电网监控系统和交直流混联电网监控系统。系统接线图如图2所示。

\

[1] [2] [3]
   小编推荐
中国设计师网电气微信公众平台】 微信号 saier电气
打开微信,点击底部的“发现”,使用 “扫一扫” 即关注“saier电气”分享网页到朋友圈!
 
   
关于我们赛尔传媒联系我们网站地图
Copyright © 2005-2017 shejis.com.All Rights Reserved 京ICP备14009797号-5 京公网安备: 11010802022333