海岛微电网孤网联络应用实例

刘维斌，王大龙

（南方海上风电联合开发有限公司，广东 珠海 519000）

1 系统概况

1.1 A岛微电网系统概况

A岛智能微电网是国内首个海岛型10 kV风光柴储微电网示范项目。微电网系统配备了微电网智能一体化系统，主要包括微电网监控、微电网管理、保护信息监视、配网自动化、智能计量、智能用电、视频监控、环境监控和综合能量管理等功能，实现了整个海岛微电网运行期间多电源间负荷平衡及频率和电压的稳定控制。

A岛微电网系统规模如表1所示。

表1 A岛微电网系统规模

目前，A岛智能微电网是孤网运行方式。根据海岛功能定位，它以柴油机发电、风机发电和储能电池等微源提供电力。其中，8台柴油发电机为孤网运行的主电源，配备的储能系统可削峰填谷。负荷分级管理，以一体化系统确保微电网能量平衡，即保证一级负荷不间断供电，三级负荷参与削峰填谷，风力发电渗透率按照0.45考虑。

1.2 B岛35 kV变电站主要设备

B岛微电网系统规模，如表2所示。

表2 B岛微电网系统规模

2 系统投运试验

2.1 A岛空充35 kV降压变

35 kV主变技术规范如表3所示。

仿真分析：四台柴油发电机作为主电源，负荷为1 600 kW，A岛风机不运行。

仿真场景：10 kV侧稳定运行后，空充35 kV降压变。

表3 35 kV主变技术规范

仿真结果：A岛微电网稳定运行后，空充35 kV降压变，10 kV侧电压最大跌至0.986 pu（低压侧标幺基准值取10.5 kV）后恢复稳定，35 kV侧电压平稳上升至0.99 pu（高压侧标幺基准值取38.5 kV），整个空充主变系统频率最大波动幅度为0.015 Hz，四台柴油发电机的总有功出力前后上升了约30 kW，总无功出力前后上升了约55 kVar。

实际充电工况，如图1所示。根据仿真结果，A岛微电网启动运行四台柴油发电机作为主电源，风机切除备用，合闸#1主变低压开关对主变空充试验，成功合闸。当合闸最大电流为2 842.6 A=5.2 In，其中In为额定电流或低压断路器长延时脱扣器的整定电流10 kV侧电压最低为9.132 kV时，试验安全可控。

2.2 空充A岛-B岛10.3 km电缆

A岛至B岛海缆参数如表4所示。

表4 A岛至B岛海缆参数表

仿真分析：四台柴油发电机作为主电源，负荷为1 600 kW，A岛风机退出备用，A岛-B岛10 km海底电缆备用。

仿真场景：A岛35 kV侧稳定后，空充A岛-B岛10.3 km电缆，投入无功补偿电抗器0.4 MVar，空充海底电缆。

仿真结果：空充电缆时，频率最大波动幅值为0.17 Hz，A岛35 kV电压升高至1.04 pu后恢复稳定。

实际充电工况，如图2所示，根据仿真结果，A岛微电网启动运行四台柴油发电机作为主电源，风机切除备用，合闸#1主变高压开关对海缆空充试验，成功合闸。当合闸最大电流为67.862 A，35 kV侧电压最高至39.095 kV时，试验安全可控。

图1 #1主变低压开关对主变空充试验结果

图2 #1主变高压开关对A岛-B岛10.3 km空充试验结果

试验切除海缆的工况，A岛微电网运行四台柴油发电机作为主电源，风机切除备用，分闸#1主变高压开关做海缆切除试验。分闸暂态过程中，35 kV侧电压单个波形最高至63.345 kV时，试验安全可控。

表5 35 kV主变技术规范

3 空充B岛主变

35 kV主变技术规范如表5所示。

实际充电工况。A岛微电网启动运行四台柴油发电机作为主电源，风机切除备用，35 kV海缆运行，合闸B#1主变高压开关对主变空充试验，成功合闸。当合闸最大电流为176.398 A=1.98 In，10 kV侧电压最低为8.812 kV时，试验安全可控。

4 结 论

本案例通过仿真模型的可行性分析，依据分析结果进行联网试验，实现了A岛-B岛两个海岛微电网的联网运行，既为微电网的发展提供了示范，又为海岛的供电模式提供了借鉴，在海岛的供电模式和投资方向上作出了可实用的建设模型。