基于EPON技术的海岛智能微电网通信系统研究与设计

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电工电气 (20 9 No.8)

作者简介：庞亚杰(1990- )，女，助理工程师，硕士，从事电力通信设计相关工作；

王志进(1978- )，男，高级工程师，本科，从事电力通信研究和设计相关工作。

基于EPON技术的海岛智能微电网通信系统研究与设计

庞亚杰，王志进

(中国电建集团海南电力设计研究院有限公司，海南 海口 570100)

摘 要：为解决远海岛屿微电网的运行稳定性、可靠性、安全性等问题，提出了一种基于以太网无源光网络（EPON）技术的海岛智能微电网通信系统设计方案。基于EPON 技术原理与组网优势以及海岛智能微电网通信系统需求，研究了海岛智能微电网通信网络整体架构，并对海岛光缆敷设方案以及EPON 光传输网络的具体组网方案进行了设计，实现了一个基于双EPON 光传输网络的高可靠性海岛智能微电网通信系统，实际应用表明，该通信系统可有效保障海岛微网的稳定运行。

关键词：海岛微电网；通信系统；EPON 技术；双网络；光纤通信

中图分类号：TM727；TM732 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2019)08-0017-04

Abstract: In order to solve the stability, reliability, safety and other operational problems of the remote island smart micro-grid this paper proposed a kind of design scheme of smart micro-grid communication system based on EPON technology. On the basis of the EPON technol-ogy principle and networking advantages and the demand for communication system of island smart micro-grid, this paper studied on the overall network architecture of the island microgrid communication system and designed the plan of cable laying and the specific network scheme of the EPON optical transmission network and realized a high reliability island intelligent micro-grid communication system based on dual EPON network. The practical application shows that the system can effectively guarantee the stable operation of the island micro-grid. Key words: island micro-grid; communication system; EPON technology; dual network; fiber communication

PANG Ya-jie, WANG Zhi-jin

（Powerchina Hainan Electric Power Design and Research Institute Co., Ltd, Haikou 570 00, China ）

Research and Design of Smart Island Micro-Grid Communication

System Based on EPON Technology

0 引言

我国海洋资源丰富，拥有海岛数量众多，且国家越来越重视海洋战略、海军建设及海岛经济的发展，而建设一个可靠稳定的海岛电网是海岛开发的基础，可以解决远海岛屿和大型海上设施的供电问题[1-2]。然而海岛独特的地理条件，使得传统电网技术已无法适应海岛电网的快速发展需求[3]，海岛微电网技术可充分利用当地光伏、风电、海洋能等清洁能源，是解决这一问题的一个行之有效的途径[4]，因此对海岛微电网的研究与建设具有很重要的实际意义。海岛微电网较大电网规模小很多，但同样涵盖电力系统发、输、变、配、用、调度各大环节，

而且包含的分布式电源种类多样[5-6]，所以微电网同样需要采用功率控制、继电保护、在线监测等方式来确保其安全稳定运行[7-9]，而实现这一目标的前提是微电网具备完整可靠的电力通信网络[10]。

本文首先对微电网通信需求进行了分析，接着对现有微网通信方式进行了对比并对以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)技术原理进行了阐述，在此基础上以西沙群岛这类远海岛屿为背景设计了一种基于EPON 技术的海岛智能微电网通信系统，该系统已于在南海一海岛智能微电网工程中投入使用，该海岛微电网是我国首个远海岛屿智能微电网，智能微网的建设使该岛屿的供电能力提高了8倍，而本系统的应用则有效保障了该微网的供电稳定性。

基于EPON技术的海岛智能微电网通信系统研究与设计

南方电网多能互补海岛微电网综述及展望

基金项目:南方电网科技项目(ZBKJXM 20180080);国家工信部咨询课题(SEPRI-B 182005)三 Foundation item :Supported by the Science and Technology Project of China Southern Power Grid (ZBKJXM 20180080);Consulting Project of National Ministry of Industry and Information. 文章编号:1674-0629(2018)03-0027-08 中图分类号:TM 743 文献标志码:A DOI :10．13648/j ．cnki ．issn 1674-0629．2018．03．004 南方电网多能互补海岛微电网综述及展望 雷金勇,白浩,马溪原,喻磊,郭晓斌,刘英军,郝木凯,李广凯 (南方电网科学研究院,广州510663) 摘要:海洋强国战略推动了我国对南海资源的深度探索和合理开发,需要充分利用海岛周边区域的可再生能源,构建多能互补的海岛微电网,实现安全可靠的电力供应,以保障海岛开发建设和居民日常生活三基于南方电网在南海多能互补海岛微电网方面的技术成果,分析了自然气候和社会因素影响下南海海岛微电网面临的挑战,介绍了南方电网在海岛微电网方面的成果,包括多能互补方案二容量配置和储能系统选取方法三阐述了基于源-网-荷-储互动的分区控制策略,并展望了海岛微电网向海岛综合能源网的发展趋势三 关键词:海岛微电网;多能互补;源-网-荷-储;互动;综合能源 Summary and Prospect of Multi-Energy Complementary Island Microgrid Developed by China Southern Power Grid LEI Jinyong ,BAI Hao ,MA Xiyuan ,YU Lei ,GUO Xiaobin ,LIU Yingjun ,HAO Mukai ,LI Guangkai (Electric Power Research Institute ,CSG ,Guangzhou 510663,China ) Abstract :The maritime power strategy promotes the country to make deep exploration and reasonable development in the South China Sea.It is essential to make full use of renewable energy surrounding the island and build a multi-energy complementary island micro-grid.The island microgrid can realize safe and reliable power supply to guarantee island development and residents daily life.Based on technological achievements of multi-energy complementary island microgrid of China Southern Power Grid in the South China Sea ,the difficulties in island microgrid caused by the natural climate and social factor are analyzed ,multi-energy complementary solutions ,capacity configuration and storage system are introduced ,and zone control strategy based on source-grid-load-storage interaction is pro-posed in order to maintain stable operation of island microgrid.The development trend from island microgrid to island comprehensive energy network is also discussed finally. Key words :island microgrid ;multi-energy complementary ;source-grid-load-storage ;interaction ;comprehensive energy 0 引言 提高南海海洋资源开发能力,加强海岛建设,是强化海洋主权以及践行海洋强国战略的重要手段三安全可靠的电力供应是海岛开发建设和居民日常生活的基础保障[1]三近海大型群岛可通过海底电缆与陆地电网连接,但铺设成本高且检修难度大三偏远小型海岛难以通过海底电缆与陆地电网连接,主要依靠柴油机供电,供电可靠性差,发电成本高三 海岛区域通常蕴含着丰富的太阳能二风能等可 再生能源,充分利用当地的可再生能源建设多种能源互补发电系统,可有效地解决日益增加的岛屿用电量与薄弱的发配电系统之间的矛盾[2]三海岛微电网主要依靠可再生能源和储能提供持续稳定的电能,柴油发电机作为系统热备用,在可再生能源供能不足时进行电量补充[34]三 南方电网自2011年起开始进行以西沙群岛为主的多能互补离网海岛微电网关键技术研发三以建设智能二高效二可靠二绿色的多能互补微电网为目标,启动了万山海岛新能源微电网示范项目三在东澳岛二桂山岛等海岛构建了风光柴储多能互补的一体化海岛智能微电网系统[56]三在西沙群岛永兴岛上依托三沙市丰富的阳光资源建立了独立光伏智能微电网三 在规划设计方面,热带区域高温二高湿二高盐雾的特殊自然环境与南海争端最前沿复杂的社会环境增大了海岛微电网开发的难度三海岛微电网的规 第12卷第3期南方电网技术 Vol．12,No．3 2018年3月 SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Mar ．2018万方数据

分布式能源与微电网技术

分布式能源与微电网技术 摘要：在现代城市化进程加快发展下，能源需求量逐渐增长。分布式能源和微 电网技术能促进城市的绿色化和清洁能源的应用，达到节能减排的目的，也能为 现代智能电网建设提供有效依据，保证电网的安全与稳定。 关键词：分布式；能源；微电网技术 在中国经济快速提升下，工业化和城镇化进程加快发展，其存在的能源安全 问题更为突出。尤其是二氧化碳带来的全球变暖问题，引起社会的关注。在该发 展背景下，对城市的建设思想和发展模式有序转变，加大力度引进风力发电、太 阳能发电模式等，促进整体的规模化发展。 一、分布式能源和微电网技术的研究意义 第一，加强对分布式能源和微电网技术的研究，能确保清洁能源的有效应用。基于太阳能、风能等多个形式清洁能源的应用，能保证能源的灵活接入和智能化 控制，将其应用到智能终端进行消费，促使低碳城市建设目标的实现。第二，加 强对分布式能源和微电网技术的研究，也能提升总体的供电可靠性。基于分布式 发电的投入以及微网的统一管理，在先进系统和设备下，为电网运行提供强大保障，促使电能质量更可靠。第三，分布式能源和微电网技术的研究，也能为其提 供双向互动用电服务模式。基于微网、智能家居和分布式发电，能为系统提供统 一接口，维护用户和电网之间的相互沟通和交流，也能使用户获得新的体验。加 强对分布式能源和微电网技术的研究，将其作为智能电网建设中的主要部分，是 新时期建设与发展下的主要模式，也承担者社会建设职责。其中的分布式能源， 在智能集成模式下，能保证接入系统的安全与可靠，也能确保微网更灵活。所以，加强对分布式能源和微电网技术的应用，是城市绿色、清洁能源推动和应用的主 要条件，在节能减排工作中，将其渗透到工作中，对电网的安全运行也具备十分 重要的作用[1]。 二、分布式能源和微电网技术的关键 （一）容量配置 清洁能源具备明显的间歇式能源特点，受到天气情况影响较大，电能的输出 波动大。基于对分布式能源和微电网技术的应用，能够在各个单位组成模式下， 对其容量有效配置，确保风能、太阳能相互应用，发电单位和储能单元之间也能 互补。在整个分布式能源和微电网中，结合时间功率，为其输出曲线，也能避对 电网产生的影响。通过对储能系统应用，对分布式能源和微电网技术有效调度， 以达到清洁能源的充分应用。比如：储能电池，能对分布式能源生产中存在的问 题有效解决，尤其是在较小负荷下，达到电能的储存目的。如果负荷较大，将释 放电能，保证系统的科学稳定运行。如：将储存电池和系统交流侧进行链接，基 于储能单元和发电单元的协调，为其提供对平滑分布式能源的波动，避免给电力 系统带来较大冲击，维护其稳定性。储能电池也能对当地的交流负荷需要无功功率、负荷电流谐波的获取，以免电压波动、闪变现象的发生，这样才能达到有效 的节能效率[2]。 （二）接入方式 结合当前的建设标准和规程，需要在谐波、电压波动和电压不平衡度上给予 全面控制和探讨，也要为分布式能源和微电网技术的应用提出合理对策。分布式 能源和微电网利用分布发电和集中并网接入方式来实现。集中并网多为直流母线 汇流、各个发电单元在电能控制模式下，将其转变为直流母线。基于逆变器，将

智能电网之微电网控制系统项目可行性研究报告

智能电网之微电网控制系统 智能电网之储能控制系统 特大型垂直轴风力发电系统 可行性研究报告

目录 第一章总论 (1) 1.1项目名称及承办单位 (1) 1.2研究工作的依据和范围 (1) 1.3研究工作的重点 (2) 1.4推荐方案与研究结论 (3) 第二章项目背景与发展概况 (6) 2.1项目的提出 (6) 2.2项目的发展概况 (8) 第三章市场需求预测与建设规模 (9) 3.1产品现状及国际、国内市场概况 (9) 3.2建设规模 (37) 第四章建设条件与厂址................................................... 错误！未定义书签。 4.1原材料................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2供水 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3供电 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.4供热....................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.5厂址 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。第五章工程技术方案 (38) 5.1项目组成 (38) 5.2主要产品生产技术方案 (39) 5.3总平面布置及运输 (58) 5.4土建工程 (61) 5.5给水工程 (62) 5.6排水工程 (64) 5.7供电 (64) 5.8采暖和通风 (67) 第六章环境保护 (68) 6.1建设地点环境现状 (68) 6.2主要污染物和防治措施 (68) 6.3绿化 (68) 第七章节约能源 (69) 7.1设计依据 (69) 7.2节能措施 (69) 第八章职业安全卫生及消防 (70) 8.1设计依据 (70)

永兴岛智能微电网系统项目解决方案

永兴岛供电及海水淡化解决方案 永兴岛是省三沙市政府驻地，是南海群岛重要的军事政治中心。永兴岛中心地处北纬16°52′，东经112°20′，呈椭圆形，东西长约1950米，南北宽约1350米，面积约2.6平方公里，平均海拔5米。 缺电缺水是海岛居民面临的主要问题。2014年前，永兴岛供电基本依赖柴油机组。2014年增建光伏微电网，配置了500kW光伏发电系统和1MWh储能系统，缓解了供电紧的问题。随着岛建设和发展，原有供电设施已经难以满足岛的用电需求。 为此，我公司提出如下永兴岛供电及海水淡化解决方案： 建设10kV单环网微电网系统，配备5MW集中式光伏系统和18MWh储能系统，白天充分利用新能源发电，夜间使用储能放电保证负荷供电。 另外，配置海水淡化工程作为可调负荷，满足白天消纳光伏。 新建的微电网系统与原有的10kV系统无缝对接为双环网系统，保障1～2MW的24小时稳定军用供电，同时提供岛其他居民用电。

方案一 高压保护装置 能量管理系统 永兴岛微电网系统一次拓扑图 PCS 10kV交流环网 低压保护装置 变压器T1 10kV/0.4kV 1# 400V交流母线2# 400V交流母线 高压保护装置 低压保护装置 变压器T1 10kV/0.4kV 差动保护装置 柴油发电机民用负荷 光伏阵列 交流环网柜交流环网柜 光伏阵列储能电池 PCS 军用负荷 PCS 中央控制器 海水淡化系统 1.1光伏系统 5MWp双玻光伏发电系统

●双玻光伏组件 ?三防性能优良 ?占地约0.1平方公里 ●500kW集中式光伏逆变器 ?效率98%以上、PQ可调 1.2 储能系统 18MWh集装箱式储能系统 ●53寸海岛型集装箱 ?优选关键器件 ?加强三防工艺 ?多级盐雾过滤 ?控温除湿 ●国首创4C兆瓦级系统 ?单个集装箱可达3MWh ?深充深放八千次 ?浅充浅放十万次 ?电池寿命：10年 ?充放电毫秒级响应、分钟级支撑 ?并离网无缝切换 ?VF无限并机 1.3 海水淡化系统 1～3MW集装箱式系统 ●低能耗、高效率 ●单个箱体参数： ?制水能力：1000吨/天

园区微电网方案资料

园 区 微 电 网 建 设 方 案 杭州品联科技有限公司 2017.3

一．项目背景 园区工程建设项目-智能微电网示范与研发中心，将充分利用园区内楼顶及空地安装一定容量的光伏发电与风力发电系统，并接入燃气轮机，储能装置，电动汽车充电站，模拟柴油发电系统，与大电网一起为园区内负荷供电，同时在研究生宿舍楼建设智能用电系统实现智能用电双向互动。 本方案将根据园区建设的实际情况，利用自身优势，搭建一套功能完善的微电网系统，以现实光伏，风力再生能源的最大化利用，节约储能系统建设成本，使得分布式可再生能源发电系统与整个园区内的配电网络协调运行。 改姓名集工程开放性，应用示范性，技术研发性和科普展示性于一体。 智能微电网示范与研发中心建设的主要内容包括： 1）新能源发电系统：本示范与研发中心将以光伏发电为主，并包含风力发电及燃气轮等新型能源，最终形成一个含多种分布式能源的微电网系统。 2）多种储能系统：本项目将建设综合铅酸蓄电池，铅酸铁锂电池，超级电容等多种形式的储能系统，保障微电网示范平台的安全可靠性，并实现电力削峰填谷及经济运行。 3）模拟柴油发电系统：本项目将选用一台50KW的模拟柴油发电机，布置于地下停车场。 4）电动汽车充电示范平台：建设一定规模的电动汽车充电设施，主要应用于小型车辆充电，且具备V2G扩展功能，后期实现能量的双向流动。 5）智能用电系统：以园区公寓为对象，对现有标计进行改造，运用用电采集器进行信息采集，通过用电能量管理系统，实现供电与用户的双向互动及用电能效的最优。 通过该平台的建设，希望实现以下功能： （1）实现光伏发电，风力发电、燃气轮机等分布式电源以及储能，电动 汽车能量转换单元等关键技术与设备的示范与应用，并开展如下技术研 究： 1）分布式电源与能量转换单元的布局优化、选型与结构设计；

智能电网中微电网优化调度综述

智能电网中微电网优化调度综述 智能电网是一种智能技术系统，它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电，同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源，例如太阳能、风能，燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统，供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。 微电网是一种新型的网络结构，是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，使传统电网向智能网络的过渡[1]。 1、微电网的组成及结构 微电网是由多种分布式电源（既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机；又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等），再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活，可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点（PCC）与大电网连接，采用并网运行模式；还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时，在公共连接节点（PCC）处与大电网断开，采用孤岛运行模式。 典型的微电网结构如图1-1 所示。它是由热电联产源（CHP）如微型燃气轮机、燃料电池，非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器（MC）连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点（PCC）连接到配网中进行能量交换，双方互为备用，提高了供电的可靠性[2]。

微电网是什么_微电网的概念及技术特点

微电网是什么_微电网的概念及技术特点 微电网的概念微电网（Micro-Grid）也称为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。 微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。 微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。 微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。 由于环境保护和能源枯竭的双重压力，迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源工业（热电联供）的发展潜力和利益空间巨大。提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而仅采用常规的量测装置，量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制，微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。 微电网的特点微电网系统结构图微电网系统由于包含有数量众多、特性各异的多种分布式电源而成为一个大规模、非线性、多约束和多时间的多维度复杂系统，具有复杂性、非线性、适应性、开放性、空间层次性、组织性和自组织性、动态演化性等复杂系统特征，属于一类变量众多、运行机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统。因此，微

海岛智能微电网继电保护

海岛智能微电网继电保护研究 陈德志 张功辉 （珠海兴业绿色建筑科技有限公司 广东 珠海 519000） 摘 要： 随着海洋资源的不断开发和利用，海岛的开发越来越受到国家和社会的重视，然而，海岛的电力供应始终是制约海岛经济发展的瓶颈。保证海岛供电安全，提高海岛的供电可靠性则势在必行。研究海岛智能微网模型，讨论在微电网的过电流继电保护。鉴于微电源的多变性，微电网中潮流双向性以及短路故障电流小等特点，探讨采用先进的通讯设备，建立一套的继电保护系统。该系统能够不断追踪检测微电源的运行情况从而来改变过流继电器的整定值，从而使断路器在短路发生时能够及时地动作，确定并切除故障。 关键词： 海岛；智能微电网；自动检测；继电保护；潮流双向性 中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110088-01 如图1所示，该海岛微电网的保护系统由微电源（光伏发 0 引言 电、风力发电、柴油机发电等）、数字断路器，变压器，并网微电网在海岛上的应用是微电网应用的重大举措之一。随 逆变器，风能变流器，双向逆变器，以及主控机，交换机，总着海洋资源的不断开发利用，发展海岛经济越来越受到国家和 线等组成。该继电保护系统是基于先进的通讯设备和检测设社会的重视。然而海岛一般远离市区，海底电缆工程造价昂 备，监测微电源的运行情况，将运行数据回馈到主控机上，由贵，电力供应始终是制约海岛经济发展的瓶颈。某些海岛已经 主控机自动调整过流继电器的整定值，从而使得断路器能在线改变了当初单一依靠柴油机供电模式，充分利用太阳能，风能 路故障时及时切除故障，保障线路设备不受到损坏。 等新能源发电，形成了独具特色的风光柴蓄微电网供电系统。 图1中有三个微电源：光伏发电，风力发电以及柴油机发为了保障海岛的供电安全，提高海岛的供电可靠性，建立海岛 电（或蓄电池）。柴油机发电（或蓄电池）通过双向逆变器这智能微电网继电保护系统是势在必行的。 条支路对整个微电网系统起电压支撑的作用。如图1所示，低压 1 海岛智能微电网保护的特性 交流母线上并入微电源，通常微电源分布的地域范围较广，造海岛远离大陆，基本上无市电，相当于孤网运行。微电网 成低压交流母线的距离较长，为了更好更快地发现故障，在低的特殊结构决定了微电网的继电保护和普通配电网的不同，其 压交流母线上加装了断路器，将低压交流母线分为几段，这样特性有以下几点： 做的好处是能及时发现故障发生位置以及缩小受故障影响的区1）在普通配电网中，其结构一般都是放射型的，采用单 域。本文提出一个整定电流的办法，例如当低压母线上发生故电源供电模式，因此其潮流方向一般都是单向的，而在微电网 障k2，如图1所示，当发生短路故障k2时，此时的CB3.1按照以中，有多个分布式电源（DG）并在同一条交流母线上，这样对 下的公式整定 于某个节点来说，其潮流的方向是双向的。 2）在普通的配电网中，故障电流一般都很大，而在微电 网中，各个分布式电源采用电力电子装置给微电网供电，这样 K i指的是微电源对故障点短路电流的贡献系数。I DGi指的是当微电网发生故障时，微电源产生的故障电流较之普通配电网 微电源的额定电流。一般来说，采用电力电子装置接入微网的较小，就造成继电保护的灵敏性问题，因此需要新的继电整定 微电源，系数k i取2，而直接接入的微网的同步电源系数k i取5。方法。 假设为阴雨天气，光伏发电功率很小，则此时光伏发电对故障3）太阳能和风能，在无光或无风的特殊天气情况下，此类 电流贡献系数则为0。通过主控机的控制，整定值会根据光伏是清洁能源的发电功率几乎为零，那么低压线路上的故障电流则 否发电相应的做出调整。当CB3.1跳开之后，主控机根据控制会产生一定的变化，线路上继电器的整定值则需要重新调整。 程序，远程控制先后断开断路器CB2.1和CB1。这样不仅能准确 2 海岛智能微电网继电保护原理 地切除故障k2，而且监控人员根据控制屏上的显示发现故障位海岛智能微电网继电保护系统图如图1所示。 置，方便维修。 假设主变压器发生故障k1，断路器CB1根据整定值跳闸。 跳闸之后，断路器CB0在主控机的控制之下跟随CB1跳闸。这样 不仅能够切除变压器故障，低压侧仍然能够为负荷供电。而对 于负荷侧的故障k3，系统断开断路器CB3.4切除该故障，若 CB3.4没有跳闸，则CB3.3和CB3.5作为后备保护，切断光伏供 电、故障和低压交流母线的联系。 3 结语 海岛的电力供应是制约海岛经济发展的一个重要因素，确 保海岛的电力供应可靠就显得非常重要。太阳能，风能等清洁 能源的利用确实丰富了海岛上的电力来源，同时也有利于海岛 生态环境的保护。但此类清洁能源发电易受自然因素的影响， 变化较大，接入海岛微电网中会引起海岛供电网络的潮流变化 较大，对海岛微电网的继电保护提出了更高的要求。本文介绍 图1 海岛智能微电网继电保护系统图（下转第90页）

智能电网技术考试习题

一、单项选择题（每题1分，共15分） 1.智能电网将使人们的生活（ A ）。 A．更便捷、更低碳、更经济 B. 更便捷、更舒适、更经济 C．更舒适、更低碳、更经济 D. 更便捷、更舒适、更低碳 2.建设坚强智能电网的战略框架可以简要概括为（A ）。 A．一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节 B．一条主线、两个目标、三个阶段、四个体系、五个环节和六个内涵 C．一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个环节和六个内涵 D．一条主线、两个目标、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节 3. 电能质量检测和治理装置是（ B ）技术领域关键设备研制内容。 A. 发电 B. 配电 C. 用电 D. 调度 4. 智能发电主要涉及（ C ）等技术领域。 A. 可再生能源，新能源，大容量储能应用 B. 常规能源，可再生能源，清洁能源 C. 常规能源，清洁能源，大容量储能应用 D. 新能源，清洁能源，大容量储能应用 5. 上风向风机的特点是（ B ）。 A. 风电机组的转速随着风速的变化而变化 B. 必须安装调向装置来保持风机始终对准风向 C. 风速变化时，风电机组的转速几乎保持恒定 D. 风电机组无需调向装置，能够自动对准风向 6. 电化学储能分类中的液流电池的特点是（ B ）。 A. 技术成熟，成本低；寿命短，存在环保问题 B. 寿命长，可深度放电，便于组合，环保性能好；储能密度稍低 C. 比能量与比功率高；高温条件、运行安全问题有待改进 D. 比能量高，循环特性好；成组寿命有待提高，安全问题有待改进 7. 柔性交流输电技术是在传统交流输电的基础上，将（ A ）与（）相结合。 A. 电力电子技术，现代控制技术 B. 输电技术，现代控制技术 C. 电力电子技术，输电技术 D. 输电技术，控制潮流 8. 柔性交流输电装置种类较多，采用不同的电力电子器件，以不同的方式与电网连接，控制方式不同，功能也各具特点。其中静止无功补偿器（SVC）的控制方式为（A ）。 A. 触发相位控制 B. 脉冲宽度调制 C. 快速投切 D. 慢速投切 9. 输变电设备状态监测系统中，（ C ）的各类输变电设备状态监测装置负责采集状态监测

电力电子的技术应用与成功案例

电力电子技术的应用范畴以及成功案例 电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电子技包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT 为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。下文是从电力电子技术的应用范畴以及成功案例两个方面来介绍电力电子技术 一：电力电子技术的应用范畴 1.1 电力有源滤波器 传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。 电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC 滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流; 1.2 不间断电源(UPS) 不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

西南大学2018年秋季[1156]《智能电网与微网》参考答案

西南大学网络与继续教育学院 课程代码： 1156 学年学季：20182 单项选择题 1、电力骨干通信网按网络类型可划分为传输网、业务网和（） .信息安全网 .支撑网 .通信网 .智能网 2、 中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（） .全补偿 .欠补偿 .过补偿 .有时全补偿 3、2.通过改变变压器变比，实质上（） .改变了电力网的无功功率分布 .改变了电压损耗的数值 .改变了负荷变化时次级电压的变化幅度 .增加了整个电力系统的无功功率容量 4、

分析简单系统的暂态稳定性可以应用（） .小干扰法 .等耗量微增率准则 .等面积定则 .对称分量法 5、关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是( ) .适用于用户对电压要求不高的场合 .适用于供电线路不长的场合 .低谷负荷时允许中枢点电压略低 .高峰负荷时允许中枢点电压略低 6、 三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（） A一相中出现 B同时在两相中出现C三相均不出现 D只有故障相出现其它相不出现 .一相中出现 .只有故障相出现其它相不出现 .三相均不出现 .同时在两相中出 7、智能电力需求侧管理在传统电力需求侧管理的基础上被赋予了新的内涵，主要包括（）

. A. 自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断、能效电厂. E. 自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效电厂 .自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断、集中终端 .自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断 8、 电力系统中PQ节点的数量（） .少量的 .大量的 .只有一个 .全都是 9、 电力系统的频率主要决定于( ) .有功功率的平衡 .电压质量 .电流的大小 .无功功率的平衡 10、适合新能源接入应用的储能技术主要是抽水蓄能、压缩空气储能和（） .电化学储能 .相变储能

智能电网特点浅析

智能电网特点浅析 摘要：智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”。它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好的使用目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 关键词：智能电网技术电能 一．概论 针对电力系统在新世纪面临的分布式电源并网、电网利用系数低以及数字化技术的广泛应用等诸多挑战，北美和欧洲提出智能电网的概念，并展开了相关的研究工作。 智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”。它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好的使用目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 与传统电网相比，智能电网将进一步优化各级电网控制，构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系结构，通过集中于分散相结合的模式，灵活变换网络结构、智能重组系统构架、优化配置系统效能、提升电网服务质量，实现与传统电网截然不同的电网运营理念和体系。 智能电网将实现对电网全景信息（指完整、准确、具有精确时间断面、标准化的电力流信息和业务流信息等）的获取，以坚强、可靠的物理电网和信息交互平台为基础，整合各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流的动态分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。 智能电网的核心是实现对电网运行的快速响应，提高与分布式能源的兼容能力，从而提高整个系统的经济型、可靠性和安全性。 二．智能电网的主要特征 1 自愈 自愈是智能电网的一个突出特征，也是电网安全可靠运行的重要保证。它是指对于无论来自外部还是来自内部的对电网的损害，无需或仅需少量人为干预，实现电力网络中存在问

永兴岛智能微电网系统解决方案

永兴岛供电及海水淡化解决方案 永兴岛是海南省三沙市政府驻地，是南海群岛重要的军事政治中心。永兴岛中心地处北纬16°52′，东经112°20′，呈椭圆形，东西长约1950米，南北宽约1350米，面积约2.6平方公里，平均海拔5米。 缺电缺水是海岛居民面临的主要问题。2014年前，永兴岛供电基本依赖柴油机组。2014年增建光伏微电网，配置了500kW光伏发电系统和1MWh储能系统，缓解了供电紧张的问题。随着岛内建设和发展，原有供电设施已经难以满足岛内的用电需求。 为此，我公司提出如下永兴岛供电及海水淡化解决方案： 建设10kV单环网微电网系统，配备5MW集中式光伏系统和18MWh储能系统，白天充分利用新能源发电，夜间使用储能放电保证负荷供电。 另外，配置海水淡化工程作为可调负荷，满足白天消纳光伏。 新建的微电网系统与原有的10kV系统无缝对接为双环网系统，保障1～2MW的24小时稳定军用供电，同时提供岛内其他居民用电。

方案一 永兴岛微电网系统一次拓扑图 变压器 10kV/0.4kV 变压器 10kV/0.4kV 柴油发电机民用负荷 交流环网柜交流环网柜 储能电池军用负荷 中央控制器 海水淡化系统 1.1光伏系统 5MWp双玻光伏发电系统 ●双玻光伏组件 ?三防性能优良 ?占地约0.1平方公里 ●500kW集中式光伏逆变器 ?效率98%以上、PQ可调

1.2 储能系统 18MWh集装箱式储能系统 ●53寸海岛型集装箱 ?优选关键器件 ?加强三防工艺 ?多级盐雾过滤 ?控温除湿 ●国内首创4C兆瓦级系统 ?单个集装箱可达3MWh ?深充深放八千次 ?浅充浅放十万次 ?电池寿命：10年 ?充放电毫秒级响应、分钟级支撑 ?并离网无缝切换 ?VF无限并机 1.3 海水淡化系统 1～3MW集装箱式系统 ●低能耗、高效率 ●单个箱体参数： ?制水能力：1000吨/天 ?功耗：约100kW

智能电网的现状和和发展趋势

题目智能电网的现状和发展趋势 姓名卢乾坤学号2012416464 院系工学院 专业电气工程及其自动化 指导教师蔡彬职称教授 2014 年12 月12 日

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言（或绪论） (2) 一、中国智能电网的现状和发展趋势 (3) （一）中国智能电网产业研究的目的和背景 (3) 1．我国向智能电网发展的意义 (3) 2．我国开发智能电网的背景 (4) 中国智能电网技术的进展和趋势 (4) 二、国外智能电网的现状和发展趋 (4) （一）美国进行智能电网改造 (4) （二）欧盟智能电网的发展趋势 (5) （三）日本大力发展智能电网 (5) 致谢 (6) 参考文献 (7)

智能电网的现状和发展趋势 电气信息与自动化学生卢乾坤 指导老师蔡彬 摘要：从智能电网的概念和功能出发，简介我国发展智能电网的意义，发展智能电网的大背景和社会物质文化条件以及当前智能电网技术进展和趋势，要努力的方向；分别简单介绍美国、日本、欧盟对智能电网发展的重视，一系列政策的实施，以企业对智能电网的发展领域和方向以及相关科研单位对智能电网研究的方向和趋势。 关键词：智能电网、发展趋势、发展意义、技术 The Status Quo and Development Trend of the Smart Grid Student majoring in electrical information and automation LuQiankun Tutor CaiBin Abstract：Starting from the concept and function of the smart grid, the introduction, the significance of the smart grid development in China, the development of smart grid, the background and social material and cultural conditions as well as the current smart grid technology, progress and trends to direction; Simple introduction to the European Union to the attention of the smart grid development in Japan, a series of policy implementation, to enterprise and direction in the field of smart grid development, and related scientific research units of the smart grid research direction and trend Key words: smart power grids, development tendency, implication of development technique

海南三沙智能微电网设计方案

基于智能微电网技术的 永兴岛弱耦合型100kW直流微网设计方案1.项目概况 1.1.项目的任务和目标 对永兴岛太阳能和风能资源进行评估，提交项目实施方案，对100kW风光互补发电项目的发电量进行计算并对投资估算及财务效益进行初步分析，最终实现光伏发电与风力发电的互补。 1.2.工程地理位置 工程地址为海南省三沙市的永兴岛。该岛海南省西沙群岛同时也是整个南海诸岛中最大的岛屿，位于北纬16度50分，东经112度20分。岛的东西长约1850米，南北宽约1160米，面积约2.13平方公里。永兴岛是海南省下辖地级市三沙市人民政府驻地，岛上有市政、渔业和军用建筑设施等。 1.3.建设规模 永兴岛风光互补发电工程一期建设规模为100kW，采用固定太阳能电池组件装置、小型风机和蓄电池储能结合的设计思路，建造智能电网框架下的直流微网系统。 1.4.永兴岛的特点 永兴岛独特的地理位置使其具备了以下三个特点： （1）永兴岛的太阳能资源及风能资源丰富 （i）太阳能永兴岛全年日照时数长达3100小时左右，为全国Ⅱ类地区，太阳

直接辐射、散射辐射、总辐射量较高，适合开发太阳能发电。永兴岛全年总辐射量5983MJ/m2(1)，直接辐射量为3587.6 MJ /m2, 总辐射最大值出现在5、6两个月，占年总量的24.5%。从随季节的变化量看，以夏季最大，冬季最小，4-9月份辐射总量为3835MJ/m2，占年总量的64%。由辐射数据可以看出，永兴岛适宜进行光伏电站的建设。 （ii）风能永兴岛处于热带区域，有着常年的风能可供发电。本区有效风速(3~20米/秒)出现的时数为5000~7500 小时每年，其出现的时间百分率为60％~89％，有效风能密度150~500W/m2，属我国风能资源较丰富的地区，在海区中仅次于台湾海峡和巴士海峡的风能高值区(2)。 2）对土地利用和环境保护要求高 随着三沙市的基础设施的不断改建，其旅游资源必将得到进一步的开发。但永兴岛的土地面积仅为2.13平方公里，对土地的合理有效的利用就显得极其重要。该项目可以做到或基本做到“零占地”，即电站是分布在已建或将建的建筑物或电线杆上，这正好是分布式太阳能发电的优势。同时，作为一个远离污染源的海岛，自然和生态环境极佳，因而对其自然环境（空气、噪音、水源等）的保护就变得势在必行。 利用太阳能光伏发1kWh电能，就相应节约了0.4千克标准煤，同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳（C02）、0.03千克二氧化硫（S02）、0.015千克氮氧化物（NOx）。这对保护永兴岛的自然环境无疑将起到重要的作用。 3）对外部能源依赖性强 永兴岛电能目前主要靠柴油发电机组来保证。由于永兴岛远离大陆，燃料必须由大陆海运提供，且发电机组的功率不大（2台500kW的柴油发电机组），造成发电效率不高、基础建设投入高、系统维护的成本也较高，因而造成用电成本过高。 1.5.主要结论 高投资回报：永兴岛地区风能和太阳能资源丰富，可利用已建屋顶或在建屋顶，不需 1由《中国太阳能辐射资料库》（上海电力大学程文焕主编）查取到了永兴岛96年的太阳辐射资料。https://www.wendangku.net/doc/aa6787900.html,/news/detail.asp?serial=79076 2厦门大学图书馆区域研究资料中心 “西沙、南沙和中沙群岛进一步开发的设想”，2012.9.19

微电网技术

微电网技术 能源是现代社会和经济发展的动力，是人类生命存在和繁衍的生命线。传统化石能源的逐步耗竭，使能源危机已逐步逼近。中国21世纪的能源工业将是能源资源利用与环境保护可持续发展的改造型新工业，因此，合理调整能源结构，大力开发可再生能源和其它新能源，走多元化洁净能源发展道路，是我国社会可持续发展的必由之路。 微电网是一种新型的网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效的方式，使传统电网向智能电网过渡。 1. 微电网的含义与研究动态 目前世界上许多国家己开展微电网研究，立足于本国电力系统的实际问题提出了各自的微电网概念和发展目标。作为一个新的技术领域，微电网在各国的发展呈现不同的特色。 1.1 美国微电网的研究 ERTS（Consortium for Electric Reliability Technology Solutions）合作组织由美国的电力集团、伯克利劳伦斯国家实验室等研究机构组成的，在美国能源部和加州能源委员会等资助下，对微电网技术开展了专门的研究。CERTS定义的微电网基本概念：这是一种负荷和微电源的集合。该微电源在一个系统中同时提供电力和热力的方式运行，这些微电源中的大多数必须是电力电子型的，并提供所要求的灵活性，以确保能以一个集成系统运行，其控制的灵活性使微电网能作为大电力系统的一个受控单元，以适应当地负荷对可靠性和安全性的要求。 CERTS定义的微电网提出了一种与以前完全不同的分布式电源接入系统的新方法。传统的方法在考虑分布式电源接入系统时，着重在分布式电源对网络性