《智能微网关键技术与集成应用》

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能源危机和环境问题促进了以可再生清洁能源发电为代表的分布式电源技术的兴起,而分布式电源的输出功率具有波动性和间歇性,直接接入配电网会对配电网的安全性和经济性造成一定的影响。同时,随着可再生能源渗透率的日益提高,其客观存在的并网难、消纳难、长距离传输能效低、损耗大等问题也日益凸显。为了解决这些问题,智能微网应运而生。智能微网能够将分布式电源、储能单元以及负荷进行组网,从而形成一个独立自治的小型发-输-配-用电系统,然后再通过电力电子接口接入配电网,通过对微网进行优化运行控制和能量管理,可以大大减小分布式电源输出功率的波动性对配电网的影响。在这样的背景和需求下,该项目在安徽省科技计划“分布式智能微网关键技术攻关与集成应用”(1301022045)、芜湖市科技计划重大项目“面向电动汽车充电装置的光伏微网关键技术研究与应用”(2014zd23)以及芜湖市科技计划重点项目“光伏微电网的控制、保护与能量管理技术研究”(2014cxy05)的资助下,已建成总装机容量为510kWp的智能微网示范工程,开展了智能微网关键技术研究与集成应用。

该项目主要技术创新如下:(1)光伏电池MPPT控制技术。设计了一种自供电式太阳能控制器,并利用双直线近似法和小步长扰动观察法相结合进行光伏电池的MPPT跟踪控制。授权发明专利2项:一种自供电式太阳能控制器(201510536262.4);一种适用于光伏电池的MPPT控制方法(201510279105.X)。(2)微网无功补偿技术。静止无功补偿器和静止同步补偿器通过Profibus/ Modbus总线与DSP控制模块相连。在此基础之上,基于动态无功容量检测数据的样本方差获得偏离权值计算总体无功容量以实现冗余无功补偿。授权发明专利2项:一种无功补偿控制器及其控制方法(201210544390.X);一种无功补偿控制器及其冗余补偿控制方法(201510976496.0)。(3)微网有源滤波技术。采用电流幅值信息和相位信息分开计算的方法实现有源滤波器的不失真检波,并设计出有源滤波器的控制器,从而实现对微网系统中谐波、无功、三相不平衡的电能质量治理。

授权发明专利1项:一种有源电力滤波器的控制器及其控制方法(201110428869.2)。该项目还取得实用新型专利5项,获得省高新技术产品认定3项和科技成果鉴定4项、国家强制产品3C认证1项,模块化有源电力滤波器获市科学技术奖三等奖。

该项目技术已经过安徽佑赛科技股份有限公司、安徽信义电源有限公司进行推广应用,近三年新增销售额1.9亿元,新增利润1000余万元;此外,总投资5.2亿元的繁昌县岱湖滩信义渔光互补并网光伏电站,年均收益高达7000余万元,创造了良好的经济效益。

智能微网在降低化石能源消耗、改善能源结构、提高能源安全、减少碳排放和环境污染、促进光伏扶贫等方面创造了良好的社会效益。

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