光儲微電網規劃方案設計與分析

白練，馮海俊，康緯，朱克橙，王春雨，吳曉俊

光儲微電網規劃方案設計與分析

白練，馮海俊，康緯，朱克橙，王春雨，吳曉俊

（國網浙江省電力有限公司嵊泗縣供電公司，浙江 舟山 202450）

隨著中國電力體制改革的持續發展和國家對新能源微電網推廣力度不斷加大，海島型微電網的規劃與建設已受到越來越多的重視與關注，在分析海島供電現狀、產業發展策略、用戶情況的基礎上，對分布式電源和儲能配置進行研究分析，提出有效的海島型微電網規劃方案，以提高海島的供電可靠性及供電能力，保障電力供應與發展。

分布式電源；微電網；新能源資源；可靠性

針對目前海島型微電網工程建設的需要，對海島型（以SS縣HN島）微電網規劃設計過程中的分布式電源和儲能配置進行分析，滿足海島地區的產業、旅游等發展對電力的需求。

1 地區概況

由于海島特殊的地理情況，SS縣屬于典型的海島電網，原有電網較為薄弱，部分島嶼為單回路供電，可靠性不高，加上海上船舶往來密切，海底電纜容易受到拋錨、拖錨、捕魚等外力破壞，為增強海島電網供電的穩定性和可靠性，有效解決海島地區用電難的問題，在海島供電系統中充分利用當地的風、光等可再生能源，依托分布式發電技術是解決海島能源供應問題的一個行之有效的途徑。微電網作為由分布式電源、儲能和負荷構成的獨立可控供能系統，是發揮分布式電源效能的最有效形式。將海島電力用戶和各種分布式能源組成微電網，不僅能節省因加強與主網聯絡所帶來的巨額海底電纜投資，還能通過各種互補的可再生能源和先進的控制技術提高用戶的供電可靠性。因此，開展微電網規劃研究，指導SS地區科學合理發展分布式微網，對保障民生具有重要意義，同時也是配電網發展的必然趨勢[2]。

2 海島經濟及供電現狀

2.1 經濟現狀

HN鄉的經濟長期以漁業為主，隨著海島旅游和鄉村旅游的發展，HN鄉依托其豐富的旅游景點和人文資源，未來將大力發展休閑旅游和度假產業，預計未來負荷增長將大幅增加。

2.2 電網現狀

HN島由LH變出線LH線HY聯線供電，一旦海底電纜發生故障，存在全停風險。由于單電源供電，供電可靠性差，充分利用本地可再生能源，建設微電網是解決上述問題的有效途徑，能滿足居民用電需求，并支撐旅游業發展。

2.3 用戶情況

用戶情況包含HNX駐軍分隊、HNXX開發有限公司、中國移動等用戶，合計容量為500 kVA。

2.4 負荷情況

根據2018年負荷曲線，HN于2018-08-09T0：00出現最大負荷，負荷值為1.12 MW。負荷主要集中分布在0.8 MW以下，在旅游旺季，負荷分布在0.8～1.2 MW。負荷類型及用能需求以居民生活用電為主，用電高峰主要在晚上。HN島年負荷曲線如圖1所示。

圖1 HN島年負荷曲線圖

3 海島新能源資源分析

3.1 風能資源

HN鄉位于舟山市SS列島的最北端，距SS本島25.9 km，同SS遙遙相對。HN島風向隨季節而變，冬季盛行偏北風（11—2月），夏季盛行偏南風（5—8月），春秋兩季風向凌亂多變。因HN島上無測風塔實測風資源數據，根據美國太空總署NASA氣象資料查詢獲得當地經緯度的各月平均風速、不同月份日平均風速曲線圖。HN島各月平均風速如表1所示。

由表1可以看出，1—3月、9—12月風資源較好。HN島年平均風速為6.64 m/s，具有廣闊的開發利用前景。

3.2 太陽能資源

HN島屬亞熱帶季風氣候，冬暖夏涼，溫和濕潤，四季分明，光照充足，雨量充沛。島內年平均氣溫約16 ℃，最熱8月，平均氣溫26.4 ℃，極端最高氣溫37.4 ℃；最冷2月，平均氣溫6 ℃，極端最低氣溫﹣6 ℃。日照時間長，降水偏小，年平均降水量1 131 mm，年平均日照2 138 h，日照率48%。全年平均無霜期290 d，年平均結冰日數15 d。全年晴天161 d，春夏季多海霧，年平均42 d霧日（能見度小于等于1 000 m）。空氣自然凈化能力強，溫差變化小。

根據美國太空總署NASA氣象資料查詢獲得當地經緯度的各月的日平均輻射值、不同月份日平均太陽輻射曲線圖。HN島各月的日平均輻射值如表2所示。

由表2可以看出，5～8月光資源較好。HN島日平均輻射值為3.92 kWh/m2，年輻射量為1 430.8 kWh/m2，根據我國太陽能資源劃分等級，HN島太陽能資源很豐富（II類地區，1 400～1 750 kWh/m2），具有良好的利用太陽能的自然條件。

表1 HN島各月平均風速（單位：m/s）

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 7.257.236.696.215.886.286.286.186.96.817.046.92

表2 HN島各月的日平均輻射值（單位：kWh/m）

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 2.252.83.7484.5955.0435.0945.4425.1454.3433.4712.8232.264

4 海島微網建設可行性研究與規劃方案分析

HN島為旅游型島嶼，良好的空氣環境對當地旅游業的發展是不可忽視的保證。2015-05-08，國務院發布了《中國制造2025》，提出純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、節能汽車、智能互聯汽車是國內未來重點發展方向。由此可見，新能源車在未來將全面取代燃油車，目前客觀條件正在逐漸形成。建設資源節約型社會，大力發展新能源汽車及其配套設施是未來當地市政、交通、電力等職能部門的重要任務。

HN島目前尚未進行充電設施布局，島內旅游觀光車仍有6臺為燃油車，燃油尾氣污染環境且燃油成本高，與HN島的生態人文環境保護不協調，應予以替換淘汰。提前謀劃布局充電設施，替換島上燃油旅游觀光車，為島上新能源汽車發展提供基礎設施，進而實現無污染、零排放的清潔環保全電氣化交通。

從人流密度、車流密度、用電需求、交通等情況綜合考慮，HN島充電設施布局原則考慮如下：①充分利用現狀原則。利用已有停車場，節約土地購置成本，同時能更加方便快捷進行充電。②合理布局原則。結合HN島觀光電瓶車停靠點規劃布局路線，在人流密度、車流密度、充電能力、充電需求、停車場地、便利程度等方面綜合考慮，合理布局充電設施。③預留發展原則。因電動汽車發展的不可預見性，規劃上對于充電基礎設施進行充分預留，促進電動汽車市場的發展。

基于以上規劃布局原則，選擇在HN島游客服務中心旁邊的停車場建設布局充電設施，該區位交通方便，出入方便，地勢平坦，且可充分利用停車場空間，節約土地購置成本。據初步測算，該停車場可建設60 kW快充充電樁12座，充電樁根據充電需求分階段進行基礎設施建設，以提高設備利用效率。

5 結論

微電網在提高供電穩定性、降低溫室氣體排放的同時為主電網提供了必要的支撐輔助服務，為電力系統穩定、安全、高效、快速發展提供了新思路，具有長久的經濟、技術、環境和社會效益，是實現智能電網和能源互聯網的關鍵環節。未來的電網將是交直流混合、微電網與主電網共存、各種可再生能源合集的動態智能系統，隨著時間的推移，微電網技術的優勢與效益將被充分發掘，越來越多的用戶也會因此受益。

［1］魯宗相，王彩霞，閔勇，等.微電網研究綜述［J］.電力系統自動化，2007，31（19）：101-102．

［2］董朝陽，趙俊華，文福拴，等.從智能電網到能源互聯網：基本概念與研究框架［J］.電力系統自動化，2014，38（15）：1-11．

［3］樓書氫，李青鋒，許化強，等.國外微電網的研究概況及其在我國的應用前景［J］.華中電力，2009，22（3）：56-59.

TM727

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.01.060

2095－6835（2020）01－0147－02

白練（1984—），男，土家族，重慶酉陽人，本科，工程師，研究方向為信息計算科學專業。

〔編輯：嚴麗琴〕