无电地区中的微电网并网系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及供电领域，特别涉及一种无电地区或孤立电网中的微电网并网系统。
【背景技术】
[0002]我国的能源结构与负荷特性决定了西部、北部作为发电基地，中部东部作为负荷中心的电力工业发展特性。由此，通过长距离，大容量的输电通道连接发电基地及负荷中心的输电形式成为我国主要输电形式。但这种形式发生事故时事故容易扩散，且对于负荷中心的调峰问题造成较大压力。而大范围远距离的输电，调峰较难，因此，可以考虑从需求侧管理的角度解决。而灵活方便的分布式供电可以成为长距离，大容量供电模式的重要补充。但是普遍使用新能源的分布式发电受自然因素制约严重，这一因素直接导致了分布式电源、用电负荷、储能装置和控制装置等结合而成的微电网概念。
[0003]实际工程中，根据微电网构成电源的不同，微电网典型结构分类的不同，微电网建设地点，建设目的的不同，最后微电网的并网方式也不尽相同。微电网典型电源主要分为单一电源、风光储联合发电、微型燃气轮机及联供类电源、生物质能微电网等多种类型。微电网典型结构有交流微电网、直流微电网、交直流微电网
其中，对于可再生能源种类较为单一的某些地区，主要采取适合当地的可再生能源作为微电网基础电源，同时为满足不同的建设目的，配置不同的储能及辅助的其他新能源电源。一般来说，单一电源类地区主要以风电和光伏为主。以风电为主的微电网，主要应用于我国西部，北部等风力资源为一类或二类，但较为偏远的地区，主要用于向当地供应电力，作为大电网的重要补充。此外，东南沿海省份以风电为主的微电网，容量较小，且往往配有光伏，储能等其他能源，主要以科学研究为主，一般采用并网型，需要大电网支援。
[0004]离网型光伏微电网为了解决晚上无阳光的问题，主要通过配置储能设备满足晚上的电力需求。限于成本，离网型光伏微电网所供负荷往往较小，且对供电可靠性要求不高。并网型光伏微电网一般不配置或少量配置储能，配置目的主要为改善电能质量。建设地点则为电网较强的城市，而且往往与建筑相结合，避免占地过多，比如在公共设施、商业建筑及工业厂房屋顶等安装并网光伏发电系统。
[0005]风光储联合供电微电网是指以光伏发电和风机发电为主要功能形式的微电网，可以结合风电及光伏发电的特点，形成优势互补。比如，风力发电往往白天发电少，夜间发电多，而光伏正相反。风光结合可以在某种程度上减小微电网电源的波动性。为在更广泛的范围内体现风光互补，同时保证微电网的电能质量满足其他要求，需要配置一定量的储能设备。但风光储微电网由于配置了一定量的储能装置，成本往往较高，为了能最大程度削弱成本过高的开发压力，这类微电网往往在风光资源相对较好，电力市场较为成熟，经济发达的地区作为试点开发。成本的因素限制了风光储微电网在一般地区的开发潜力。
[0006]微电网实际建设时，除风光储等应用范围较广，相对成本较低的电源外，也有其他类型电源。目前我国诸多城市均开发工业园区、高科技园区，这类园区往往有较为稳定的冷热负荷需求。燃气轮机具备单位功率费用较低，环境友好，能源利用率高等特点，因此，燃气轮机成为提供园区冷热电联供的中坚力量。通过充分燃烧天然气推动汽轮机发电，直接利用废气供热或通过溴化锂机组制冷，以满足冷热负荷需求，提高能源利用率。但是限制燃气轮机的主要因素在于气源的落实。我国天然气储量分布不均，西气东输工程对于东部大中城市天然气供应有限，且价格往往较贵。因此目前燃机系统利用场合较少，仅限于天然气供应相对较为充足的大城市，且一般均为并网型电网，仅用来供应冷热负荷。
[0007]生物质能分为多种，包括木材碎肩、秸杆、沼气、生活垃圾等等。我国资源丰富，不同的地区也适用于不同的生物质能。比如，林业较为发达的东北部地区，可以利用采伐剩余碎肩作为生物质发电原材料。中东部农业较为发达的省份，适合以秸杆，粮食加工残渣等作为生物质能发电的原材料。而广大农村地区，适宜发展畜禽养殖废弃物沼气发电等，并同时采用生活垃圾和农作物秸杆等生物质能，以这些供能系统为基础发展微电网。
[0008]交流微电网目前还是微电网主流，以成熟交流电网为基本网架结构，在负荷侧进行负荷及微电网电源分配，成为交流微电网的雏形。
[0009]对于分布式电源较多，负荷较小的情况，可以选择直流微电网。采用直流微电网，可以大量减少交流微电网中大量使用的变流器，使分布式电源中的电力直接由直流负荷消纳，结构更为简单，损耗更小，效率更高。
[0010]混合型交直流微电网通过交流系统与户用交流网络相联系，通过逆变器与直流微电网联络。这种微电网结构灵活，适用于各类负荷。但是这种微电网结构相对复杂，相对建设成本较高。
[0011]可见，微电网结构灵活，适用面广，不能仅针对某一种电网、负荷情况提出微电网并网方式，应根据周边电网、负荷类型或负荷需求等边界条件，考虑不同边界条件的微电网并网方案。因此，如何快速有效地选择合适的微电网并网方式，对提高微电网实际工程的建设效率有着重要意义。
【发明内容】
[0012]本发明提供一种无电地区中的微电网并网系统，针对无电地区或孤立电网的情况，根据不同的并网目标及所供负荷，提出相适应的微电网典型并网方案。
[0013]为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种无电地区中的微电网并网系统，其中，风光储系统通过逆变器接入交流母线进行供电；居民负荷以第一整流器接入该交流母线获得电力；设置有柴发系统接入至所述交流母线，为居民负荷中需要提供长时间电力的负荷进行辅助供电；通过第二整流器连接该交流母线及一直流母线，为各自接入该直流母线的设备供电。
[0014]优选地，替换所述微电网并网系统中的风光储系统为直接接入第一直流母线进行供电；居民负荷直接接入该第一直流母线获得电力；
第二直流母线接入第一直流母线获得电力，并为各自接入到该第二直流母线的设备供电；柴发系统通过整流器接入至所述第一直流母线，为居民负荷中需要提供长时间电力的负荷进行辅助供电。
[0015]优选地，所述风光储系统包含光伏电站、风机、能量型储能系统中的任意一项或其任意组合。
[0016]优选地，所述微电网并网系统设置在负荷需求地区各房屋的屋顶及周边空地。
[0017]本发明的另一个技术方案是提供一种无电地区中的微电网并网系统，其中包含:风光储系统通过连接一中压母线供电，若干第一负荷分别直接接入到中压母线后的第一馈线；第二负荷所在的母线通过变压器接入到中压母线后的第二馈线，柴发系统设置在第二负荷所在的母线上；所述第二负荷的供电可靠性要求高于第一负荷。
[0018]优选地，所述第一负荷是可断电负荷，所述第二负荷是不可断电负荷；
所述第一负荷还直接接入到第二馈线。
[0019]优选地，所述微电网并网系统在负荷需求地区周边空地设置多用户级别的风光储系统及柴发系统，并同时配套有配电网，利用交流系统为各用户提供电力。
[0020]优选地，所述微电网并网系统在每一用户的屋顶或周边空地设置风光储系统及柴发系统，直接为用户供电，各用户彼此之间没有电气联系。
[0021]优选地，所述风光储系统包含光伏电站、风机、能量型储能系统中的任意一种或其任意组合。
[0022]综上所述，本发明在充分调研国内外微电网实验室系统和典型示范工程的基础上，结合微电网自身特性和我国的能源结构，以微电网典型电源模式，研究并提出了基于微电网的分布式风光储系统的典型结构，包括网络拓扑、微电网内部的电气接线网络结构、供电制式(直流/交流供电和三相/单相供电)、相应负荷和分布式电源所在微电网的位置等等。本发明以并网目标，所供负荷为边界条件，提出了适应于无电地区或孤立电网的微电网并网系统基础方案，具备较好的工程实用性。
【附图说明】
[0023]图1是本发明所述无电地区中的微电网并网系统在方案3A第一实施例的示意图；
图2是本发明中在方案3A第二实施例的示意图；
图3是本发明中在方案3B的示意图；
图4是本发明一个具体并网方案的示意图。
【具体实施方式】
[0024]本发明中以外界电网的不同为基础约束条件，以并网目标，所供负荷为边界条件，提出适应于不同边界条件的微电网典型并网基础方案，实际工程时，可根据业主方面不同需求，组合各类基础方案。
[0025]本发明中的电网系统比较薄弱，多采用单电源放射式结构，馈线之间无联络或联络较少，但往往新能源丰富。对于无电地区或孤立电网地区，微电网并网目标包含以下几种类型:
1、为无电地区提供电力。在这种并网目标下，可以采用分散式或