微電網(wǎng)電氣系統(tǒng)項目立項報告書(編輯修改稿)
2025-08-30 12:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 供電。4）系統(tǒng)架構的創(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)設計。通過該技術實現(xiàn)以風能為主要能源的微電網(wǎng)的平穩(wěn)運行與安全保障。該系統(tǒng)架構中各變流設備均采用現(xiàn)有成熟技術，但在控制方式和調(diào)度策略上做相應調(diào)整，既能保證較小的技術風險，又能達到不同能源的無縫切換。5） 中央監(jiān)控及能量管理技術提出一種基于風能預測的功率調(diào)度技術，以風功率預測結果為參考，進行行功率調(diào)度、負載管理，從而確保功率分配調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定，并最大限度利用風能。深入研究該微網(wǎng)中的風功率及負荷變化曲線，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)控技術的多年積累，在中央監(jiān)控管理平臺上實現(xiàn)該技術。6） 智能診斷與維護技術的創(chuàng)新考慮到將來市場島礁的補給難、且常駐維護人員比較缺乏，設計一套智能在線診斷及維護系統(tǒng)，將大大提高現(xiàn)場設備的可靠性。通過在線診斷設備，對柴油發(fā)電機組、風力發(fā)電機組進行故障分析預判斷，由中央監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)診斷結果進行優(yōu)化配置，提高系統(tǒng)運行壽命，減少系統(tǒng)維護風險。此外，當中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)出現(xiàn)通訊或其他故障時，通過分布式的站點管理實現(xiàn)該供電系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，可在線維護中央監(jiān)控系統(tǒng)或通訊系統(tǒng)。為實現(xiàn)智能診斷與維護技術，我們將對微電網(wǎng)系統(tǒng)中的各設備、檢測及控制元件的壽命、特性做詳細分析，在中央監(jiān)控平臺中實現(xiàn)最優(yōu)的設備管理及調(diào)度，最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可維護性。 成果形式1） 微電網(wǎng)系統(tǒng)集成項目完成并發(fā)電運行。2）發(fā)表微電網(wǎng)論文或申請相關專利。3）力爭在微電網(wǎng)國家標準制定中發(fā)揮作用。四、技術方案及路線 該孤島型微電網(wǎng)供電系統(tǒng)技術方案根據(jù)研究目標，雅丹地質公園及海島風能電網(wǎng)應具備結構緊湊、不間斷供電，少維護等特點。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：該方案將風力發(fā)電機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)電機組通過柴油機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置制動單元以達到高壓保護的目的。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)結構簡單、設備集中、電網(wǎng)更健壯、容錯能力強、具有風、柴、儲三種能源互備供電方式，即提高了穩(wěn)定性、可維護性，同時也提高了系統(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)構成來講，該項目我們要完成設計并采購的設備和系統(tǒng)主要內(nèi)容有：1) 柴油發(fā)電機組出口端的整流器設計；2) 直流母線系統(tǒng)的配電及保護設計；3) 建立微電網(wǎng)的電壓源逆變器設計；4) 中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括上位機監(jiān)控及中央控制系統(tǒng)；5) 儲能系統(tǒng)的設計（不屬于我們采購）；6）制動單元及制動電阻。 技術路線關鍵技術及系統(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、計算機、控制等技術，其中計算機、控制技術我們具備一定的技術積累，電力電子、變流技術并非我們所長。因此在研制過程中，我們將充分發(fā)揮我們的優(yōu)勢領域對系統(tǒng)架構設計、中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)、直流母線系統(tǒng)的配電及保護設計、風機控制算法、能量調(diào)度算法進行自行開發(fā)設計。柴油機整流器、電壓源逆變器、制動單元及制動電阻將與其他成熟掌握該技術的廠商合作，采用購置和部分功能合作開發(fā)的方式完成該項目。儲能系統(tǒng)的設計，將由我們根據(jù)變流設備特性和海裝公司的需求完成最終設計。五、依托單位本項目的依托單位為“海裝風電設備有限公司組建的國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心”（即海裝公司）。國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心于2010年1月掛牌，由科技部委托中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司承建，中心主要從事海上風電機組研制、海上裝備防腐、系統(tǒng)穩(wěn)定以及安全控制等核心技術的研究，是國內(nèi)唯一一家以海上風能開發(fā)及利用的研究為主的工程技術研究中心。工程技術中心成立之后，承擔了科技部的科技支撐計劃項目《 雙饋式變速恒頻近海風電機組整機設計、集成及示范》和國際合作項目《 風電機組設計關鍵技術合作研究》的工作。2011年到2012年再次承擔了國際合作項目《海上風力發(fā)電機組設計關鍵技術合作研究》和發(fā)改委能源局的《5MW近海風電機組研制及產(chǎn)業(yè)化》項目。未來工程技術研究中心的主要發(fā)展方向將從海上風力發(fā)電機組的研制擴展到以海上風能獲取為核心的能源供給及應用系統(tǒng)研究，如海上孤島風能綜合應用系統(tǒng)、大規(guī)模風電海水淡化技術等方向。六、風險評估及市場分析從技術方面講，由于孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)應用技術并非我公司優(yōu)勢，中央監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)、離網(wǎng)型逆變器技術、直流母線系統(tǒng)控制技術、故障診斷與預測技術我們均未涉及，在這些方面技術積累相對較少，加上可用于借鑒和參考的項目幾乎沒有，因此，技術實現(xiàn)上存在一定風險。不過由于針對海島項目研制和實驗的周期較長，風險相應減弱，只要有足夠的人力、資金投入，通過必要的技術合作，關鍵技術可以突破并解決。在研究初期，海裝將聯(lián)合高校進行軟件及物理仿真，以達到評估風險指導設計的目的，這將有助于我公司在項目的工程化設計和應用的前期評估，降低技術風險。從設備研制的角度出發(fā)，關鍵技術主要集中在離網(wǎng)型逆變器、儲能充放荷電狀態(tài)檢測和管理、柴油發(fā)電機組的可控整
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