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1、 2013 ETAP & Operation Technology, Inc. 智能微电网解决方案 什么是智能微电网? “微电网”是包括各种分布式能源技术的小电网 比如太阳能电池板，风力发电机，生物质能锅 炉，插入式电动汽车，等等 “智能微电网”将分布式能源技术和智能软件结 合在一起，对小型能源系统的能源供应与需求进 行监控、预测、管理和优化。 微电网 模型视图 网络分析 能量储存 分布式能源 动态与暂态 变电站自动 化 主控制器 转换和整合 地理信息 系统图 单线图 设备建模 SCADA 界面 逻辑 潮流分 析 短路计 算 最优潮 流 预想事 故分析 谐波分 析 时序潮 流计算 弧闪分 析
2、过流配合 保护设备 动作序列 保护设备 工程库 与继电测 试仪接口 蓄电池 燃料电池 光伏板 风能 能量储存 柴油发电 机 降额与容 量评估 暂态稳定 电压稳定 性 发电机起 动 用户自定 义动态模 型 电机参数 估计与调 整 动态参数 估计与调 整 Electrical SCADA 网络拓扑 处理器 状态估计 与负荷分 配 在线预测 分析 事故回放 AGC 经济调度 交易安排 智能切负 荷 自适应的 负荷平衡 备用监测 能量储存 管理 发电与负 荷预测 能量计量 电压/无功 优化 结合热量/ 电力优化 网站与移 动电话面 板 操作员培 训模拟器 原理框图 通讯结构 光伏阵列 并网研究 性能调
3、节系数 基于位置和时间 的辐照度计算 交流和直流系统分析 逆变器运行模式 制造商/模型库 P-V 和 I-V 曲线 风力发电机 风力发电机制造商 / 模型库 新的风力发电机与控 制模型 用户自定义动态模型 WTG 技术 异步发电机异步发电机 双反馈异步发电机双反馈异步发电机 直驱的直驱的WTG 转差率可调节转差率可调节 WTG 建模 预测及监控 基于相同的天气数据比较能量运行值与能量预测值。 图形化地跟踪单个设备实际能量输出和预测能量输 出相对于时间的函数。 图形化地跟踪实际设备输出相对于计算性能的曲线。 储能设备 局部或广域的储能设备管理 用户可配置的目标和逻辑 自动发电控制 多区域控制 负
4、荷频率控制 有功和无功分配 NERC性能标准 经济调度 最小化燃料成本 优化能量成本 快速解决方案 Robust算法 智能微电网的特点 最小化系统损耗 高效性 提高重要负荷的正常运行时间 可靠性 以最小的成本提供稳定的电源 满足负荷需求 稳定性 在电网中整合了可再生能源和 清洁能源 可持续性 降低能源使用成本 可承受性 微电网应用 ETAP 微电网软件应用微电网软件应用 可用性可用性 电力系统分析工具 Yes 状态估计 Yes 告警处理与通知 Yes 基于瘦客户机的Web客户端 Yes 预测模拟 Yes 事故回放序列 Yes 数据存档与趋势 Yes 能量跟踪与报道 Yes 资产的地理空间分布(
5、可选的) Yes 开关序列管理 Yes 微电网应用 ETAP 微电网软件应用微电网软件应用 可用性可用性 需求响应 / Shedding Yes 发电 / 需求预测 目前通过气象服务 性能监视 Yes 孤网检测 / 频率控制 Yes 经济调度 / 仅燃料 Yes 经济调度 / 市场定价 开发中 储能装置设备管理 要求供应商具体数据 CHP 优化 开发中 微涡轮建模 要求供应商具体数据 燃料电池建模 要求供应商具体数据 太阳能热/ CSP 要求供应商具体数据 飞轮，SMES 储能等 要求供应商具体数据 PV, EV充电,燃料电池 PV, EV充电, 燃料电池 太阳能电池板 连接的 PV = 17
6、2 kW 运行PV = 132 kW 由于PV发电节约电量 = 220,000 kWh 太阳能发电占总的用电量将近45% 微电网设备 加州大学尔湾校区 (UCI) 微电网 ISGD Smart Grid Project UCIFL UCI 微电网 UCI TES UCI Substation 66kV/12kV Amonix 113kW CPV Amonix 836 kW CPV New 12kV Microgrid Feeder Central Plant: 8 chillers with TES Gas turbine: 15.8 MVA Steam turbine: 6.6 MVA 89
7、3kW Solar Rooftop PV 300 kW Fuel Cell and Absorption Chiller 8 level 2 EV Chargers 180 kg/day H2 Station ZEVNET UCI 尔湾微电网要求 我们计划在哪里、如何新建可再生能源? 我们如何最大化发电机利用率及协调? 在孤岛模式下我们能否根据给定的发电组合维 持重要负荷的安全运行? 我们如何确定多重馈线的最优切换来平衡负荷 及馈线? 快速简单地使用模型验证工具来衡量微网模型 以提高决策制定及态势感知。 可靠性及经济性的需求响应 UC 尓湾微网要求 包含微网组件的静态及动态特性，如逆变器、 燃
8、料电池等 不仅改进本地网络，还能优化整个网络 优化过程中使用实时、历史及预测数据 提供简单便捷的操作员界面 使用限定的测量点进行完整的态势感知 与已有的智能电网电路结合 在电网连接模式下优化网络 确保重要负荷在孤岛模式下运行 UCI 微电网 实时微电网进展 Phase 1 - Modeling 开发ETAP模型 模型V&V认证 - 存档数据 - 实时数据 Phase 2 - Data Acquisition ISGD 智能 电网电路 + UCI 微电 网电路 Phase 3 Basic Applications 预测分析 需求管理 Phase 4 Advanced Applications 发
9、电管理 可再生能 源管理 第一阶段 第二阶段 ISGD 智能电智能电 网项目网项目 UCIFL UCI 微电网 UCI TES UCI Substation 66kV/12kV Amonix 113kW CPV Amonix 836 kW CPV New 12kV Microgrid Feeder Central Plant: 8 chillers with TES Gas turbine: 15.8 MVA Steam turbine: 6.6 MVA 893kW Solar Rooftop PV 300 kW Fuel Cell and Absorption Chiller 8 level
10、 2 EV Chargers 180 kg/day H2 Station ZEVNET UCI 微电网实验室微电网实验室 ISGD UCI TES UCI 变电站 Edison MacArthur 66kV/12kV 变电站 ISGD UCI TES 总动力厂总动力厂: 8 chillers Gas turbine: 15.8 MVA Steam turbine: 6.6 MVA 储热器储热器 4,500,000 Gal 60,000 Ton-Hour ISGD UCI 微电网实验室微电网实验室 UCI TES Edison MacArthur 变电站变电站 ISGD UCI Substati
11、on 66kV/12kV 太阳能屋顶太阳能屋顶 PV 893kW UCI 微电网实验室微电网实验室 UCI TES Edison MacArthur 变电站变电站 ISGD CPV 113kW UCI Substation 66kV/12kV UCI 微电网实验室微电网实验室 UCI TES Edison MacArthur Substation UCI Substation 66kV/12kV CPV 113kW ZEVNET vehicle fleet ISGD UCI 微电网实验室微电网实验室 UCI TES Edison MacArthur Substation Thermal Sto
12、rage 4,500,000 Gal 60,000 Ton-Hour UCIFL UCI Substation 66kV/12kV Solar Rooftop PV 893kW 180 kg/day H2 Station ISGD UCI 微电网实验室微电网实验室 UCI TES Edison MacArthur Substation Central Plant: 8 chillers Gas turbine: 15.8 MVA Steam turbine: 6.6 MVA ISGD UCI Substation 66kV/12kV 300 kW 燃料电 池和吸冷风机燃料电 池和吸冷风机 MCFC TES AC UCI 微电网实验室微电网实验室 大学微电网 Web 显示图
