PDF《风柴储生物质独立微电网系统的优化规划设计》

1 设计基础数据及分析 1.

1 现有供电系统介绍 该项目位于加拿大魁北克北部某原住民地区, 远离公共 电网, 目前整个社区的电力全部由3台1. 1MW 柴油发电机组( d i e s e l e n g i n e , D E) 供应, 供 电系统整体结构如图1所示. 图1 现有供电系统结构示意图 F i g .

1 S c h e m a t i cd i a g r a mo f c u r r e n tD Es y s t e ms t r u c t u r e ―

6 1 ― 第38卷第7期2014年4月10日Vol.38No.7Apr.10,

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1 4 当地地理位置偏远、 交通困难, 供电所需柴油需 由轮船专门运送, 成本高昂.目前, 该系统面临着老 化和扩容的问题, 当地政府期望借此机会, 建立一套 新能源混合供电系统, 以充分利用当地丰富的风能 和生物质资源, 降低化石能源的消耗, 提高供电经济 性, 同时保护环境, 起到科技示范效应. 1.

2 负荷需求分析 根据当地电力运营商提供的数据, 该原住民社 区有4

0 0余家住户, 共20

0 0多人, 负荷主要包括居 民用电负荷、 学校、 宾馆、 市政机关、 体育中心、 医院 和民用机场等, 其中, 重要负荷点都自备有发电机. 对该社区2

0 1 1年全年小时级的历史负荷数据 分析结 果见附录A图A1至图A3及表A1. 附录A图A1为全年实测负荷曲线, 可以看出当地负 荷随季节的变化而波动: 冬季用电需求较大, 夏季用 电需求较小, 但波动相对平缓.附录 A 图A2为典 型月典型日负荷曲线, 基本反映了居民负荷的日变 化趋势, 同时也大致体现出了各季节的差异性.附录A图A3为1

9 9 8―2

0 1 1年共1 4年间的年用电量 及峰值功率年增长情况.基于此, 取2 0年设计寿命 周期内系统年平均负荷增长率为3. 0%, 则项目运营 初期、 中期、 末期系统的负荷需求设计基础数据见附 录A表A1;

并计划于2

0 2 8年将现有配电网扩容至

2 5k V, 以满足负荷增长的需要. 1.

3 当地风、 光、 生物质资源情况分析 该社区位于魁北克省的北部地区, 哈德逊湾的 东岸, 具体位置为

5 5 °

1 6 '

N,

7 7 °

4 5 '

W, 冬季漫长寒冷, 夏季凉而短促, 太阳能资源相对匮乏, 不具备开 发优势. 根据对当地1 8个月的测风塔历史观测数据的 分析和机组选型结果, 选用某公司1.

5 MW 双馈型 风力发电机( WT G) , 轮毂高度为6

5 m.测风时段 内, 测风塔拟选轮毂高度处年平均风速为7.

4 5m / s , 机组年等效满负荷运行小时数为25

8 4. 5h, 具有较 好的开发利用价值. 魁北克地区林业资源丰富, B P G 燃料为原木, 热值较高.建设 B P G 能充分利用当地丰富的生物 质资源, 为当地提供长期就业机会, 属于当地政府大 力支持的产业[ 8] .

2 考虑 B P G 特性的运行控制策略设计 2.

1 系统运行控制策略分析 如图1所示, 混合供电系统为在原有 D E 上的 扩建, 新建 WT G, B P G 及BESS直接并入4k V 交 流母线.类似 S AMG 有多种不同的协调运行控制 策略[

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1 0] , 主要可归纳为以下两大类.

1 ) 负荷跟随( L F) 控制策略: D E 提供系统的电 压和频率控制, 并主要承担系统净负荷的随机波动;

B E S S用来弥补 D E与净负荷之间可能的功率缺额, 并在长时间尺度内进行能量搬运, 实现新能源发电 出力对负荷波动的跟随, 提高新能源发电出力的渗 透率.L F控制策略中, D E 长期运行, 柴油消耗较 大, 可再生能源渗透率较低, 但对 B E S S容量要求较 低.