[发明专利]一种并网型海岛电网的微电网系统

说明书

技术领域

本发明属于微电网技术工程化应用技术领域，具体涉及一种并网型海岛电网的微电网系统。

背景技术

我国海岛资源丰富，多数海岛及周边海域可再生资源丰富，如风能、太阳能、波浪能、潮流能等。大力发展海岛电网，构建高效清洁的海岛能源体系，不仅能够保障海岛稳定电力供给，对保护海洋环境、促进节能减排也具有重要的意义。我国于2009年底颁布了《中华人民共和国海岛保护法》,并已明确指出“有居民海岛的开发、建设应当优先采用风能、海洋能、太阳能等可再生能源和雨水集蓄、海水淡化、污水再生利用等技术”。

海岛居民生产生活、海防军事以及海岛可再生能源开发依赖于可靠稳定的海岛电网建设。目前，海岛电网一般分为并网性海岛电网及独立型海岛电网，其存在以下问题：

独立性海岛电网与外部大电网没有电气连接，其岛内电力供给一般以来柴油发电机或者燃气轮机作为主电源；由于独立性海岛电网没有电力外送通道，因此其风电、光伏等可再生能源开发规模受岛内最大负荷限制。

并网型海岛电网通过海底电缆或者架空线路与外部大电网连接，海岛丰富的风电、光伏等可再生能源在满足本岛电力需求的同时，可通过海底电缆或架空线路向大电网送出，这种方式适宜于海岛周边海上风电场等可再生能源的大规模开发利用。目前，我国对于面积较大、居民较多、海防位置重要的岛屿一般采用并网型电力接入，其供电稳定性主要受海底电缆或架空线路故障率的影响。

海岛电网的海底电缆以及架空线路的检修难度大、周期长，特别是在冬季大风天气，海岛电网送出线路的故障常导致数周的电力供给中断，不仅影响了岛内军民的正常生产生活，同时也造成了岛内风电、光伏等可再生能源的极大浪费。

因此，对于并网型海岛电网有必要进行微电网建设，使得海岛电网成为可与大电网灵活快速接入/退出的多特性电源/负荷单元，实现海岛电网在并网、孤岛两种模式下稳定运行，避免海岛电网对于海底电缆或者架空线路的依赖，提高海岛电网的可靠性和稳定性，同时为海岛丰富的可再生能源提供坚强的电网送出通道。

对于并网型海岛微电网建设，可以采用新建微电网以及原有电网的微电网改造两种方式。并网型海岛电网属于电网的实际营业区，进行全新的微电网建设不仅会导致原有电网线路、设备的不必要废弃，同时还会引起极大的投资额度和工程量。在海岛电网原有电网线路及设备的基础上，进行微电网工程改造可有效降低工程规模，同时缩短微电网建设周期。

发明内容

针对保障海岛电网高质量、高可靠性电能供给的客观需求，本发明提出了一种并网型海岛电网的微电网系统，该系统在保留并网型海岛电网原有电网结构和设备的基础上，完成储能、光伏、风电等多类型分布式电源的规模化工程接入、电网负荷主动调节以及海岛电网多类型能源优化协调控制，实现了海岛电网的并网/孤岛双模式稳定运行。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种并网型海岛电网的微电网系统，包括：

储能系统，所述储能系统通过升压变压器接入海岛电网交流母线；

配电网负荷系统，所述配电网负荷系统包括用户负荷，用户负荷通过快速固态开关与配电网负荷变压器低压侧连接，所述配电网负荷变压器高压侧接入海岛电网交流配电网；

柴油发电系统，其作为海岛电网的微电网系统处于孤岛运行时的主电源；所述柴油发电系统包括柴油发电机组A和柴油发电机组B，柴油发电机组A经配电网负荷变压器接入海岛电网低压配电网，柴油发电机组B经升压变压器接入海岛电网交流母线来参与海岛电网孤岛运行时的交流母线电压稳定控制；

风力发电机系统，其包括异步风力发电机组，异步风力发电机组的定子输出侧串联接入背靠背变流器，以实现传统异步风力发电机组的低电压穿越及无功功率控制，所述背靠背变流器输出侧经升压后送至海岛电网交流母线；

光纤通信网，在海岛电网中沿输配电线路架设光纤，在输配电线路的预设点处安装光纤通信收发装置，形成海岛电网光纤通信网；

微电网能量协调优化与控制系统，其经光纤通信网进行海岛电网运行数据的实时汇集，并给海岛电网内各运行设备下达运行控制指令，实现海岛电网的并网/孤岛双模式稳定运行、双模式平滑切换。

当所述储能系统包括若干类混合储能子系统时，每一类储能子系统各通过一支路汇流后接入升压变压器低压侧。