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二连浩特可再生能源微电网示范项目

发布时间: 2019-12-19  字号:【  】  点击次数:9443次
 

完成单位:内蒙古恒瑞新能源有限责任公司


二连浩特可再生能源微电网是国家可再生能源开发利用的重点示范项目,是以微电网作为技术载体和手段,探索在“源-网-荷”一体化建设与运行的模式下,可再生能源最大化利用的可能性和技术路线,微电网功能的选择,以其最大程度兼容可再生能源特性与经济性为标准。通过对微电网各系统的优化设计,大幅度提高电源出力的持续性和稳定性,精确选择用电负荷,使电源出力与用电负荷具备较高的匹配性,实现微电网内75%的可再生能源发电量就地消纳,通过优化微电网布置,减少电力的输配损失。

二连浩特可再生能源微电网电源装机全部由可再生能源构成,其供电的可靠性与运行调节,如完全依靠微电网内部保障,需要大量储能设施或调峰电源,则不具备经济性以及与当地煤电的竞争性。在保证运行经济性前提下,利用太阳能热发电或少量的储能设施进行内部调节,基本的供电稳定性、保证性及其运行调峰依靠与蒙西主网联网运行解决。 

根据可再生能源在季节和昼夜出力的差异性,优化配置可再生能源品种及规模,形成多种可再生能源在出力上的相互补充,提高电源出力的持续性和稳定性。在设备选型上,尤其注重风电设备的选型,提高风电在中低风速段的出力水平,解决夏季风资源较差时段风电供应不足等问题,提高风电整体发电量,降低风电度电成本。利用太阳能热发电及储一体的功能,使微电网自身具备一定的调峰能力,提高微电网电源系统出力稳定性,根据微电网技术要求和满足微电网经济性的情况下,配置一定规模的储能设施,改善微电网的运行特性。 

传统电力系统中的大部分电源是稳定可控电源,在非故障运行状态时,系统内变化主要来自于用电负荷,系统功率平衡主要依靠调整电源出力实现。可再生能源具有较大的波动性和不可控制性,如在微电网内选择具有不确定波动性的负荷,电力系统要同时面对“电源-负荷”双变化因子,在电源出力特性与负荷用电特性背离的情况下,会频繁出现供电不足或用电不足的问题,需要从系统外部大量购置电力和送出电力以达到内部电力供需平衡,增大系统调峰压力,无法达成微电网运行技术性和经济性。因此,二连浩特可再生能源微电网中的主体负荷,不能选择昼夜和季节性变化负荷、长时间间断负荷、不可预测波动且变化幅值较大的负荷。在本项目中,通过用电负荷优化选择,减少负荷侧的变化,提高微电网的可控性,并确保微电网内75%的可再生能源发电量就地消纳。

微电网内部网架布置要结合电源建设规模及布局,用电负荷规模、负荷特性及安全等级等因素,确定微电网的电源汇集、输配电电压等级、变电设备、输电线路、通信和控制系统、保护装置等方案,以满足电源运行与负荷安全用电为原则,尽可能减少输配电线路及输送距离,减少升压、降压变电转换,降低微电网的输变电成本。 

微电网与蒙西主网采用单一并网点连接方式,在微电网出现供电能力不足或供电能力盈余时,上送蒙西电网电量应控制在微电网总发电量的25%以内,微电网通过合理的配置电源、选择用电负荷及其必要的储能设备,提高微电网适应电网功率控制的能力。微电网通过向蒙西主网缴纳合理的系统备用费,由蒙西主网为微电网提供必要的调峰服务,并作为微电网的供电保障,微电网通过购买主网电量和缴纳系统备用费,构建与蒙西主网的技术和经济互惠关系。

为了使可再生能源在微电网中的配置和使用更加精确,模拟各品种电源全年 8760小时或分钟级时间序列的出力特性及各类型负荷特性,并与内蒙古电网的 8760h 时间节点功率交换情况进行仿真研究,确定可再生能源各品种在技术和经济最优条件下的优先出力或限制出力次序,以及储能系统储、放动作参数。模型通过后台运算,计算不同情境下微电网内电力消纳、上送主网电量、从主网购电量、与主网按小时级别节点功率交换、各电源按小时级别的出力及限电量、储能损失等数据。模型中加入财务模块,与技术模块形成联动,可反映在各种技术模式情景下的财务指标。 

通过上述技术经济建模研究,确定微电网技术经济运行模式,并据此精算微电网运行成本,导出优惠销售电价。在保证满足微电网业主基本收益要求的前提下,根据不同用户的负荷特性,为用户制定0.30元/kWh 以下的终端结算电价。有效降低用户用电成本,形成“电价洼地”,为微电网引进负荷提供电价优势。

考虑实际建设中,负荷与电源、电网的建设可能存在不同步的情况。当微电网电源建设先于负荷建设时,可先行与主网进行联网测试;当负荷建设先于电源建设时,短期内可通过主网对建成负荷进行供电,待相应电源建成,再转由微电网电源供电。微电网设计应具有前瞻性,考虑未来用电需求的增长,微电网电源建设场址应满足扩建要求,输变电设施设计中要预留容量,为电源及电网未来发展留有余地。

 

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