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湖北省微电网工程技术研究中心

点击:2852次 发布人:kyb 发布时间:2018-04-04 18:05:32

    湖北省微电网工程技术研究中心是湖北省科技厅于2014年10月认定的省级工程技术研究中心,中心主要围绕新能源发电与储能消纳技术,解决光伏、风力发电的储能与就地消纳,以使新能源微网对大电网的依赖和影响降低到最。⒌缧б孀罡撸唤饩鲈诘缍挡倒婺;讨,含有新能源和电动汽车的新型微电网的运行与控制、新能源并网和电动汽车充放电与换电技术。重点突破含有储能装置的新能源的就地和电动汽车的微电网能量管理系统、电动汽车和新能源所涉及到的新型变流技术及储能技术方面的瓶颈,为我国能源可持续发展以及新能源战略性新兴产业发展提供科技支撑,尤其是促进湖北省和宜昌市新能源产业快速发展。最终将本中心建设成为科研装备先进、创新能力强、从事国家新能源、电动汽车、微电网系统基础和应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、推动学科和交叉学科发展、开展高水平学术交流的重要基地。
    中心的主要研究任务及功能包括新能源发电与储能消纳技术、新型微电网的运行与控制、新能源并网和电动汽车充放电与换电技术等领域的科学研究及人才培养、培训。
1.分布式光伏供电与用能系统关键技术研究
    研究内容:
    (1)储能电池能量管理系统的研究:研究降低温度、放电深度、充电方式、放电电流等因素对蓄电池的影响,采用合理优化的能量管理方法,保证系统连续供电和延长蓄电池的使用寿命,使整个光伏系统的运行及性能指标达到最佳。
    (2)光伏发电系统控制策略研究:合理高效的充放电控制器对一个高效的光伏发电系统至关重要,为保证系统的充放电过程稳定高效的运行,充放电控制策略的选取就显得非常重要。
    (3)光伏发电监控系统的设计:光伏发电监控系统主要由下位机和上位机两大部分组成,下位机与实时通信服务器之间通过以太网进行通信。
    (4)光伏发电效率优化的研究:光伏发电系统的成本高、效率低等特点严重制约了该项技术的普及和应用,本项目通过研究提高光伏发电效率并降低成本。
    (5)光伏发电并网关键技术研究:研究光伏发电系统电网并网后大电网可能面临的问题及对策。

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2.电动汽车规模化背景下的配电网容量提升方法研究
    研究背景:
    随着能源危机与环境问题的日益加剧,以新能源发电技术和电动汽车为代表的新型环境友好型技术得到了广泛关注和快速发展。但这些新型工业在发展过程中也面临了众多亟待解决的问题,如电动汽车在规模化发展过程中,除去其本身所面临的各种技术难题以外,电网能安全、稳定、可靠的接入大量电动汽车也是实现电动汽车规模化的重要保证。如何对当地配电网进行升级改造,增加配电网容量,使其满足电动汽车规模化接入后的充电需求,是当前所遇到的一项难题。电动汽车充电形式可分为快充和慢充,其中快充通常在专业的充电站完成,充电功率在数十到数百千瓦,其输配电线路一般是专线专建;而慢充则一般在停车场、小区、或居民家中完成,充电功率通常在2-10kW之间,其输配电线路依附于现有输配电线路。目前我国居民用电单户配电网设计容量一般为5kW,可以满足现在家庭的一般用电需要,但若电动汽车接入之后,即使是慢充,以现有的配电网容量也难以满足要求,必然需要对当前配电网进行升级和改造。基于以上现状,在电动汽车规模化的背景下,立足于当前配电网结构特点,探究提升配电网容量的方案策略,具有十分重要的意义。
    主要创新点:
    ①提出借助于现有成熟的变流技术(电压等级低、功率等级不大),结合传统配电网络,以较小的工程量将传统的交流配电网升级为直流配电网,较大幅度提升了配电网容量。
    ②与现有所述一般直流配电网络相比,本项目拟以宜昌本地配电网为研究背景,研究适合大规模电动汽车接入的新型直流配电网络,具有地方研究特色。此外传统直流配电网络通常没有考虑到系统容量提升及如何改造利用现有交流配电网。
    ③下图所示为本中心研究人员提出的一种可能的适用于电动汽车灵活接入的高可靠性直流配电网系统结构,该方案不仅实现了配电网容量的提升,同时通过各支路断路器的配合,还可以借助于电动汽车储能电池,在主网发生故障时为网内重要负荷提供备用电源。

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3. “城市局域直流微网”关键技术研究
    研究背景:
    由于能源的日渐枯竭以及使用一次能源所带来的环境污染问题等原因,如何合理开发利用新能源以及实现电动汽车的规模化发展已成为一个重要的研究课题。而风力发电、光伏发电等间隙性新能源发电的功率波动会对电力系统产生不利影响,因此该类发电站的并网容量受到了限制。电动汽车在规模化过程中也面临着电网基础设施大规模升级改造的问题,其发展速度同样受限。针对上述问题,本中心提出研究“城市局域直流微网”的思路,将新能源发电站、电动汽车电池充换电站以及周边一些重要负荷相结合,通过“微网”的形式,按照统一的直流供电母线系统连接在一起,构成“城市局域直流微网”,最后通过变流装置与当地电网实现单点相连。一方面降低新能源并网对电网的影响,另一方面借助于新能源发电站所产生的能量平衡电池充电对电网形成较大的负荷冲击,实现新能源发电并网容量与电动汽车规模化的同步发展。
    主要创新点:
    ①提出含有新能源、电动汽车电池充换电站以及周边负荷的“新型城市局域直流微网”结构。
    ②提出在不影响电力系统稳定可靠运行及降低原电网扩容改造难度的前提下,提高光伏发电、风力发电等间隙性能源的并网容量,并同时实现电动汽车的规模化发展。所提方案相比V2G技术具有建设成本小、实现难度低等优点。
    ③所提方案由于光伏发电、风力发电等新能源的引入,降低了电动汽车对电网总的能量需求和日负荷曲线的最大值,电网最大日负荷功率没有发生变化。所提方案具有明显优势,可以减少线路损耗,降低发电成本。

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