光储微电网规划方案设计与分析

白练，冯海俊，康纬，朱克橙，王春雨，吴晓俊

光储微电网规划方案设计与分析

白练，冯海俊，康纬，朱克橙，王春雨，吴晓俊

（国网浙江省电力有限公司嵊泗县供电公司，浙江 舟山 202450）

随着中国电力体制改革的持续发展和国家对新能源微电网推广力度不断加大，海岛型微电网的规划与建设已受到越来越多的重视与关注，在分析海岛供电现状、产业发展策略、用户情况的基础上，对分布式电源和储能配置进行研究分析，提出有效的海岛型微电网规划方案，以提高海岛的供电可靠性及供电能力，保障电力供应与发展。

分布式电源；微电网；新能源资源；可靠性

针对目前海岛型微电网工程建设的需要，对海岛型（以SS县HN岛）微电网规划设计过程中的分布式电源和储能配置进行分析，满足海岛地区的产业、旅游等发展对电力的需求。

1 地区概况

由于海岛特殊的地理情况，SS县属于典型的海岛电网，原有电网较为薄弱，部分岛屿为单回路供电，可靠性不高，加上海上船舶往来密切，海底电缆容易受到抛锚、拖锚、捕鱼等外力破坏，为增强海岛电网供电的稳定性和可靠性，有效解决海岛地区用电难的问题，在海岛供电系统中充分利用当地的风、光等可再生能源，依托分布式发电技术是解决海岛能源供应问题的一个行之有效的途径。微电网作为由分布式电源、储能和负荷构成的独立可控供能系统，是发挥分布式电源效能的最有效形式。将海岛电力用户和各种分布式能源组成微电网，不仅能节省因加强与主网联络所带来的巨额海底电缆投资，还能通过各种互补的可再生能源和先进的控制技术提高用户的供电可靠性。因此，开展微电网规划研究，指导SS地区科学合理发展分布式微网，对保障民生具有重要意义，同时也是配电网发展的必然趋势[2]。

2 海岛经济及供电现状

2.1 经济现状

HN乡的经济长期以渔业为主，随着海岛旅游和乡村旅游的发展，HN乡依托其丰富的旅游景点和人文资源，未来将大力发展休闲旅游和度假产业，预计未来负荷增长将大幅增加。

2.2 电网现状

HN岛由LH变出线LH线HY联线供电，一旦海底电缆发生故障，存在全停风险。由于单电源供电，供电可靠性差，充分利用本地可再生能源，建设微电网是解决上述问题的有效途径，能满足居民用电需求，并支撑旅游业发展。

2.3 用户情况

用户情况包含HNX驻军分队、HNXX开发有限公司、中国移动等用户，合计容量为500 kVA。

2.4 负荷情况

根据2018年负荷曲线，HN于2018-08-09T0：00出现最大负荷，负荷值为1.12 MW。负荷主要集中分布在0.8 MW以下，在旅游旺季，负荷分布在0.8～1.2 MW。负荷类型及用能需求以居民生活用电为主，用电高峰主要在晚上。HN岛年负荷曲线如图1所示。

图1 HN岛年负荷曲线图

3 海岛新能源资源分析

3.1 风能资源

HN乡位于舟山市SS列岛的最北端，距SS本岛25.9 km，同SS遥遥相对。HN岛风向随季节而变，冬季盛行偏北风（11—2月），夏季盛行偏南风（5—8月），春秋两季风向凌乱多变。因HN岛上无测风塔实测风资源数据，根据美国太空总署NASA气象资料查询获得当地经纬度的各月平均风速、不同月份日平均风速曲线图。HN岛各月平均风速如表1所示。

由表1可以看出，1—3月、9—12月风资源较好。HN岛年平均风速为6.64 m/s，具有广阔的开发利用前景。

3.2 太阳能资源

HN岛属亚热带季风气候，冬暖夏凉，温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛。岛内年平均气温约16 ℃，最热8月，平均气温26.4 ℃，极端最高气温37.4 ℃；最冷2月，平均气温6 ℃，极端最低气温﹣6 ℃。日照时间长，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%。全年平均无霜期290 d，年平均结冰日数15 d。全年晴天161 d，春夏季多海雾，年平均42 d雾日（能见度小于等于1 000 m）。空气自然净化能力强，温差变化小。

根据美国太空总署NASA气象资料查询获得当地经纬度的各月的日平均辐射值、不同月份日平均太阳辐射曲线图。HN岛各月的日平均辐射值如表2所示。

由表2可以看出，5～8月光资源较好。HN岛日平均辐射值为3.92 kWh/m2，年辐射量为1 430.8 kWh/m2，根据我国太阳能资源划分等级，HN岛太阳能资源很丰富（II类地区，1 400～1 750 kWh/m2），具有良好的利用太阳能的自然条件。

表1 HN岛各月平均风速（单位：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岛各月的日平均辐射值（单位：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 海岛微网建设可行性研究与规划方案分析

HN岛为旅游型岛屿，良好的空气环境对当地旅游业的发展是不可忽视的保证。2015-05-08，国务院发布了《中国制造2025》，提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能互联汽车是国内未来重点发展方向。由此可见，新能源车在未来将全面取代燃油车，目前客观条件正在逐渐形成。建设资源节约型社会，大力发展新能源汽车及其配套设施是未来当地市政、交通、电力等职能部门的重要任务。

HN岛目前尚未进行充电设施布局，岛内旅游观光车仍有6台为燃油车，燃油尾气污染环境且燃油成本高，与HN岛的生态人文环境保护不协调，应予以替换淘汰。提前谋划布局充电设施，替换岛上燃油旅游观光车，为岛上新能源汽车发展提供基础设施，进而实现无污染、零排放的清洁环保全电气化交通。

从人流密度、车流密度、用电需求、交通等情况综合考虑，HN岛充电设施布局原则考虑如下：①充分利用现状原则。利用已有停车场，节约土地购置成本，同时能更加方便快捷进行充电。②合理布局原则。结合HN岛观光电瓶车停靠点规划布局路线，在人流密度、车流密度、充电能力、充电需求、停车场地、便利程度等方面综合考虑，合理布局充电设施。③预留发展原则。因电动汽车发展的不可预见性，规划上对于充电基础设施进行充分预留，促进电动汽车市场的发展。

基于以上规划布局原则，选择在HN岛游客服务中心旁边的停车场建设布局充电设施，该区位交通方便，出入方便，地势平坦，且可充分利用停车场空间，节约土地购置成本。据初步测算，该停车场可建设60 kW快充充电桩12座，充电桩根据充电需求分阶段进行基础设施建设，以提高设备利用效率。

5 结论

微电网在提高供电稳定性、降低温室气体排放的同时为主电网提供了必要的支撑辅助服务，为电力系统稳定、安全、高效、快速发展提供了新思路，具有长久的经济、技术、环境和社会效益，是实现智能电网和能源互联网的关键环节。未来的电网将是交直流混合、微电网与主电网共存、各种可再生能源合集的动态智能系统，随着时间的推移，微电网技术的优势与效益将被充分发掘，越来越多的用户也会因此受益。

［1］鲁宗相，王彩霞，闵勇，等.微电网研究综述［J］.电力系统自动化，2007，31（19）：101-102．

［2］董朝阳，赵俊华，文福拴，等.从智能电网到能源互联网：基本概念与研究框架［J］.电力系统自动化，2014，38（15）：1-11．

［3］楼书氢，李青锋，许化强，等.国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景［J］.华中电力，2009，22（3）：56-59.

TM727

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.01.060

2095－6835（2020）01－0147－02

白练（1984—），男，土家族，重庆酉阳人，本科，工程师，研究方向为信息计算科学专业。

〔编辑：严丽琴〕