【文章內(nèi)容簡介】 供電。4）系統(tǒng)架構(gòu)的創(chuàng)新提出具有創(chuàng)新性的集中型直流母線微電網(wǎng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)以風(fēng)能為主要能源的微電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行與安全保障。該系統(tǒng)架構(gòu)中各變流設(shè)備均采用現(xiàn)有成熟技術(shù)，但在控制方式和調(diào)度策略上做相應(yīng)調(diào)整，既能保證較小的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，又能達(dá)到不同能源的無縫切換。5） 中央監(jiān)控及能量管理技術(shù)提出一種基于風(fēng)能預(yù)測的功率調(diào)度技術(shù)，以風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果為參考，進(jìn)行行功率調(diào)度、負(fù)載管理，從而確保功率分配調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定，并最大限度利用風(fēng)能。深入研究該微網(wǎng)中的風(fēng)功率及負(fù)荷變化曲線，得出能量管理及調(diào)度算法，并利用我公司在系統(tǒng)集成及監(jiān)控技術(shù)的多年積累，在中央監(jiān)控管理平臺上實(shí)現(xiàn)該技術(shù)。6） 智能診斷與維護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新考慮到將來市場島礁的補(bǔ)給難、且常駐維護(hù)人員比較缺乏，設(shè)計(jì)一套智能在線診斷及維護(hù)系統(tǒng)，將大大提高現(xiàn)場設(shè)備的可靠性。通過在線診斷設(shè)備，對柴油發(fā)電機(jī)組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行故障分析預(yù)判斷，由中央監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)診斷結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化配置，提高系統(tǒng)運(yùn)行壽命，減少系統(tǒng)維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。此外，當(dāng)中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)出現(xiàn)通訊或其他故障時(shí)，通過分布式的站點(diǎn)管理實(shí)現(xiàn)該供電系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，可在線維護(hù)中央監(jiān)控系統(tǒng)或通訊系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)智能診斷與維護(hù)技術(shù)，我們將對微電網(wǎng)系統(tǒng)中的各設(shè)備、檢測及控制元件的壽命、特性做詳細(xì)分析，在中央監(jiān)控平臺中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)備管理及調(diào)度，最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。 成果形式1） 微電網(wǎng)系統(tǒng)集成項(xiàng)目完成并發(fā)電運(yùn)行。2）發(fā)表微電網(wǎng)論文或申請相關(guān)專利。3）力爭在微電網(wǎng)國家標(biāo)準(zhǔn)制定中發(fā)揮作用。四、技術(shù)方案及路線 該孤島型微電網(wǎng)供電系統(tǒng)技術(shù)方案根據(jù)研究目標(biāo)，雅丹地質(zhì)公園及海島風(fēng)能電網(wǎng)應(yīng)具備結(jié)構(gòu)緊湊、不間斷供電，少維護(hù)等特點(diǎn)。本研究擬提出一種基于集中集中型直流母線的系統(tǒng)的供電方案，該方案請參考以下系統(tǒng)圖：該方案將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的能量匯入集中型直流母線，儲能蓄電池組通過平波電路并入集中型直流母線，柴油發(fā)電機(jī)組通過柴油機(jī)整流器與蓄電池相連，集中直流母線與交流母線之間通過逆變器連接，此外，在集中直流母線上設(shè)置制動(dòng)單元以達(dá)到高壓保護(hù)的目的。與傳統(tǒng)的交流微電網(wǎng)方案相比，該直流微電網(wǎng)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備集中、電網(wǎng)更健壯、容錯(cuò)能力強(qiáng)、具有風(fēng)、柴、儲三種能源互備供電方式，即提高了穩(wěn)定性、可維護(hù)性，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的使用壽命，且成本更低，特別適用于發(fā)電、輸電、配電、用電相對集中的地區(qū)。從系統(tǒng)構(gòu)成來講，該項(xiàng)目我們要完成設(shè)計(jì)并采購的設(shè)備和系統(tǒng)主要內(nèi)容有：1) 柴油發(fā)電機(jī)組出口端的整流器設(shè)計(jì)；2) 直流母線系統(tǒng)的配電及保護(hù)設(shè)計(jì)；3) 建立微電網(wǎng)的電壓源逆變器設(shè)計(jì)；4) 中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括上位機(jī)監(jiān)控及中央控制系統(tǒng)；5) 儲能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（不屬于我們采購）；6）制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻。 技術(shù)路線關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)方案的描述，孤島型微電網(wǎng)供電系統(tǒng)包含了電力電子、變流技術(shù)、計(jì)算機(jī)、控制等技術(shù)，其中計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)我們具備一定的技術(shù)積累，電力電子、變流技術(shù)并非我們所長。因此在研制過程中，我們將充分發(fā)揮我們的優(yōu)勢領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)、直流母線系統(tǒng)的配電及保護(hù)設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)控制算法、能量調(diào)度算法進(jìn)行自行開發(fā)設(shè)計(jì)。柴油機(jī)整流器、電壓源逆變器、制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻將與其他成熟掌握該技術(shù)的廠商合作，采用購置和部分功能合作開發(fā)的方式完成該項(xiàng)目。儲能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將由我們根據(jù)變流設(shè)備特性和海裝公司的需求完成最終設(shè)計(jì)。五、依托單位本項(xiàng)目的依托單位為“海裝風(fēng)電設(shè)備有限公司組建的國家海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研究中心”（即海裝公司）。國家海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研究中心于2010年1月掛牌，由科技部委托中船重工(重慶)海裝風(fēng)電設(shè)備有限公司承建，中心主要從事海上風(fēng)電機(jī)組研制、海上裝備防腐、系統(tǒng)穩(wěn)定以及安全控制等核心技術(shù)的研究，是國內(nèi)唯一一家以海上風(fēng)能開發(fā)及利用的研究為主的工程技術(shù)研究中心。工程技術(shù)中心成立之后，承擔(dān)了科技部的科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目《 雙饋式變速恒頻近海風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)、集成及示范》和國際合作項(xiàng)目《 風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)合作研究》的工作。2011年到2012年再次承擔(dān)了國際合作項(xiàng)目《海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)合作研究》和發(fā)改委能源局的《5MW近海風(fēng)電機(jī)組研制及產(chǎn)業(yè)化》項(xiàng)目。未來工程技術(shù)研究中心的主要發(fā)展方向?qū)暮Ｉ巷L(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研制擴(kuò)展到以海上風(fēng)能獲取為核心的能源供給及應(yīng)用系統(tǒng)研究，如海上孤島風(fēng)能綜合應(yīng)用系統(tǒng)、大規(guī)模風(fēng)電海水淡化技術(shù)等方向。六、風(fēng)險(xiǎn)評估及市場分析從技術(shù)方面講，由于孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)并非我公司優(yōu)勢，中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)、離網(wǎng)型逆變器技術(shù)、直流母線系統(tǒng)控制技術(shù)、故障診斷與預(yù)測技術(shù)我們均未涉及，在這些方面技術(shù)積累相對較少，加上可用于借鑒和參考的項(xiàng)目幾乎沒有，因此，技術(shù)實(shí)現(xiàn)上存在一定風(fēng)險(xiǎn)。不過由于針對海島項(xiàng)目研制和實(shí)驗(yàn)的周期較長，風(fēng)險(xiǎn)相應(yīng)減弱，只要有足夠的人力、資金投入，通過必要的技術(shù)合作，關(guān)鍵技術(shù)可以突破并解決。在研究初期，海裝將聯(lián)合高校進(jìn)行軟件及物理仿真，以達(dá)到評估風(fēng)險(xiǎn)指導(dǎo)設(shè)計(jì)的目的，這將有助于我公司在項(xiàng)目的工程化設(shè)計(jì)和應(yīng)用的前期評估，降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。從設(shè)備研制的角度出發(fā)，關(guān)鍵技術(shù)主要集中在離網(wǎng)型逆變器、儲能充放荷電狀態(tài)檢測和管理、柴油發(fā)電機(jī)組的可控整