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海岛智能微电网继电保护研究—期刊
随着海洋资源的不断开发和利用，海岛的开发越来越受到国家和社会的重视，然而，海岛的电力供应始终是制约海岛经济发展的瓶颈。保证海岛供电安全，提高海岛的供电可靠性则势在必行。研究海岛智能微网模型，讨论在微电网的过电流继电保护。鉴于微电源的多变性，微电网中潮流双向性以及短路故障电流小等特点，探讨采用先进的通讯设备，建立一套的继电保护系统。该系统能够不断追踪检测微电源的运行情况从而来改变过流继电器的整定值，从而使断路器在短路发生时能够及时地动作，确定并切除故障。
关键词：海岛；智能微电网；自动检测；继电保护；潮流双向性
0引言
微电网在海岛上的应用是微电网应用的重大举措之一。随着海洋资源的不断开发利用，发展海岛经济越来越受到国家和社会的重视。然而海岛一般远离市区，海底电缆工程造价昂贵，电力供应始终是制约海岛经济发展的瓶颈。某些海岛已经改变了当初单一依靠柴油机供电模式，充分利用太阳能，风能等新能源发电，形成了独具特色的风光柴蓄微电网供电系统。为了保障海岛的供电安全，提高海岛的供电可靠性，建立海岛智能微电网继电保护系统是势在必行的。
1海岛智能微电网保护的特性
海岛远离大陆，基本上无市电，相当于孤网运行。微电网的特殊结构决定了微电网的继电保护和普通配电网的不同，其特性有以下几点：
1）在普通配电网中，其结构一般都是放射型的，采用单电源供电模式，因此其潮流方向一般都是单向的，而在微电网中，有多个分布式电源（DG）并在同一条交流母线上，这样对于某个节点来说，其潮流的方向是双向的。
2）在普通的配电网中，故障电流一般都很大，而在微电网中，各个分布式电源采用电力电子装置给微电网供电，这样当微电网发生故障时，微电源产生的故障电流较之普通配电网较小，就造成继电保护的灵敏性问题，因此需要新的继电整定方法。
3）太阳能和风能，在无光或无风的特殊天气情况下，此类清洁能源的发电功率几乎为零，那么低压线路上的故障电流则会产生一定的变化，线路上继电器的整定值则需要重新调整。
2海岛智能微电网继电保护原理
海岛智能微电网继电保护系统图如图1所示。
图1海岛智能微电网继电保护系统图
如图1所示，该海岛微电网的保护系统由微电源（光伏发电、风力发电、柴油机发电等）、数字断路器，变压器，并网逆变器，风能变流器，双向逆变器，以及主控机，交换机，总线等组成。该继电保护系统是基于先进的通讯设备和检测设备，监测微电源的运行情况，将运行数据回馈到主控机上，由主控机自动调整过流继电器的整定值，从而使得断路器能在线路故障时及时切除故障，保障线路设备不受到损坏。
图1中有三个微电源：光伏发电，风力发电以及柴油机发电（或蓄电池）。柴油机发电（或蓄电池）通过双向逆变器这条支路对整个微电网系统起电压支撑的作用。如图1所示，低压交流母线上并入微电源，通常微电源分布的地域范围较广，造成低压交流母线的距离较长，为了更好更快地发现故障，在低压交流母线上加装了断路器，将低压交流母线分为几段，这样做的好处是能及时发现故障发生位置以及缩小受故障影响的区域。本文提出一个整定电流的办法，例如当低压母线上发生故障k2，如图1所示，当发生短路故障k2时，此时的CB3.1按照以下的公式整定
ki指的是微电源对故障点短路电流的贡献系数。IDGi指的是微电源的额定电流。一般来说，采用电力电子装置接入微网的微电源，系数ki取2，而直接接入的微网的同步电源系数ki取5。假设为阴雨天气，光伏发电功率很小，则此时光伏发电对故障电流贡献系数则为0。通过主控机的控制，整定值会根据光伏是否发电相应的做出调整。当CB3.1跳开之后，主控机根据控制程序，远程控制先后断开断路器CB2.1和CB1。这样不仅能准确地切除故障k2，而且监控人员根据控制屏上的显示发现故障位置，方便维修。
假设主变压器发生故障k1，断路器CB1根据整定值跳闸。跳闸之后，断路器CB0在主控机的控制之下跟随CB1跳闸。这样不仅能够切除变压器故障，低压侧仍然能够为负荷供电。而对于负荷侧的故障k3，系统断开断路器CB3.4切除该故障，若CB3.4没有跳闸，则CB3.3和CB3.5作为后备保护，切断光伏供电、故障和低压交流母线的联系。
3结语
海岛的电力供应是制约海岛经济发展的一个重要因素，确保海岛的电力供应可靠就显得非常重要。太阳能，风能等清洁能源的利用确实丰富了海岛上的电力来源，同时也有利于海岛生态环境的保护。但此类清洁能源发电易受自然因素的影响，变化较大，接入海岛微电网中会引起海岛供电网络的潮流变化较大，对海岛微电网的继电保护提出了更高的要求。本文介绍了海岛微电网保护的一些特性，分析海岛微电网继电保护系统结构的基础上提出了如何确定整定值的方法。最后分析各个故障产生后，系统如何快速发现与切除故障。探讨建立一种采用先进的通讯设备，能够不断适应微电源变化的继电保护系统。该继电保护系统能够高效地对海岛微电网系统进行保护，保障电力的正常供应。
国内首个基于海岛兆瓦级智能微电网落户珠海
中新广东网12月28日电(王宝莲)中国首个基于海岛的兆瓦级“风光柴蓄”智能微电网项目日前在珠海东澳岛上正式落户。珠海东澳岛上“轰鸣”了数十年的4台柴油发电机“休起长假”，取而代之的是一个以风能、太阳能为依托的智能微电网系统，开启了海岛新能源利用和智能微电网建设的新时代。
据了解，东澳岛智能微电网项目根据海岛独特的自然条件，整合了太阳能、风能和柴油新旧能源发电单元，建设成包括1000KWp的光伏(太阳能)发电、50KW的风力发电和蓄电池储能系统在内的分布式供电系统，使全岛可再生能源发电比例达到70%，海岛旅游淡季更无需柴油发电。
东澳岛位于万山群岛中部，地理位置优越，极具开发潜力，但由于此前全岛主要靠柴油发电，发电效率低，每度电成本接近3元，成为海岛开发的最大掣肘。而其排放出的大量二氧化碳、二氧化硫和粉尘，更对海岛环境造成破坏。
智能微电网项目有效解决了这一难题。据测算，该系统特有的“调峰削谷”功能提高了海岛供电稳定性，还使海岛每年减少排放二氧化碳1500吨，粉尘408吨，二氧化硫45吨，而用电成本则降低至每度1.9元。
中国可再生能源学会理事长石定寰认为，智能微电网是当今可再生能源利用及智能电网领域最受关注的课题之一。东澳项目的运行，为中国智能微电网与新能源技术的结合提供了成功示范，对于推动中国新能源技术的产业化发展具有重要意义。
万山海洋开发试验区管委会副主任平凡称，目前东澳岛正在兴建扩建5个旅游度假酒店和会所，海岛旅游的人数每年以30%的速度增长，对电力的需求与日俱增，而智能微电网项目的成功运行，将为海岛深度开发和生态环境保护提供有力保障。
智能微电网让东澳“高能低碳”
南都讯 记者张应昂 海岛游是珠海的一大特色，然而受制于电力供应，大多数海岛的开发成了难题。昨天，国内首个海岛兆瓦级智能微电网在东澳岛落成。这种智能微电网，通过分布式供电方式，将海岛上的风能、太阳能、潮汐能等可再生能源进行发电，并通过智能化的手段，自行将富余的电能储存供用电高峰时使用。电力不足限制海岛经济发展
由于远离城市，海岛上的用电问题一直是珠海海岛开发的瓶颈。几个大的岛屿尚可用柴油发电，但成本高昂，且污染严重。以开发较为成熟的东澳岛为例，此前用的是柴油发电，装机容量为1220K W，2009年柴油发电约为100万度电，柴油发电不仅成本高昂，发电效率低，同时还将排放CO 2近1000吨，SO 2 30吨，粉尘270吨。
由于东澳岛正在兴建扩建旅游度假酒店和会所5个，同时每年海岛旅游的人数增长约为30%，海岛对电力的需求与日俱增，加上珠海全力打造的生态城市的理念，因此，一个基于可再生能源利用的海岛能源的供给方案是解决海岛深度开发、可持续发展、建设生态海岛的关键。“风光柴蓄”解难题
为此，中国兴业太阳能技术控股有限公司(香港主板上市，代码：00750)在东澳岛上规划建设了我国首个基于海岛的兆瓦(M W)级风光柴蓄智能微电网系统，旨在解决上述问题。所谓“风光柴蓄”，也就是风力发电、光伏(太阳能)发电、柴油发电和蓄电池储能的简称。兴业太阳能公司根据海岛的自然条件和土地资源，分别建设不同储能的蓄电池储能系统，与海岛原有的柴油发电系统和电网输配系统集成为一个智能微电网系统。
“这一系统的最大特点是：最大程度地利用海岛上丰富的太阳光和风力资源，最小程度地利用柴油发电，提供绿色电力。”该公司有关负责人在介绍。“通俗地讲，智能微电网将海岛上的太阳光、海风转化为电力，同时富余的电力将充入系统的储能装置，等夜间或高峰期再释放出来，满足用电的负荷。”而只有当太阳能发电和风力发电无法满足时，才会启动柴油发电机组。
专家：在两方面还需多下工夫
据悉，随着整个系统的投入运行，可再生能源发电在东澳岛所占的比例将从30%上升到70%，尤其在海岛旅游淡季时，海岛上无需启动柴油发电。与此同时，每年将减少CO 2近1500吨，二氧化硫45吨，粉尘408吨，净水6000吨。
中国可再生能源学会理事长石定寰称，在参观完东澳岛上的智能微电网后很是感慨，“这一模式成功开辟了海岛新能源利用和智能微电网建设的全新局面。且可在偏远农村、无电地区、牧区甚至城市的供电区域推广。”石定寰还提出希望，“希望兴业公司在微电网元件的可靠性和蓄电池关键部件的安全性上多做努力，提供系统的操作安全性和使用寿命。” 智能微电网
是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，其作用是最大程度地利用可再生能源形成分布式供电，并提高供电的可靠性、降低成本和实现智能化。温州海岛微电网示范工程开工
日前，洞头县鹿西岛微电网示范工程正式动工开建，微电网建成后，鹿西岛今后可以利用风能、太阳能等绿色能源进行发电，有效解决海岛的电力供应。该工程已入选国家863项目微电网课题示范工程，将推动新能源技术在温州电网的应用。
微电网，是指拥有自己的电源、负荷和控制系统的独立的小型电网，电源采用分布式可再生能源，能够实现多种能源综合互补利用，解决偏远地区的供电问题。它既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行，是智能电网的重要组成部分。我市平阳南麂岛微电网工程已于今年5月开建。
鹿西岛微电网示范工程位于鹿西岛山坪村，占地面积约16亩，项目总投资4309万元。该工程主要建设风力发电、光伏发电、储能三个系统，工程将实现并网和孤网两种运行模式的灵活切换。其中，风力发电系统将岛上的一台780千瓦华仪风机接入到工程中;光伏发电系统将建设300千瓦太阳能光伏发电场及相应设备;储能系统将配置5台500千瓦的双向变流器、铅酸电池组和超级电容。
微电网，大节能——记国家电网公司微网控制试点项目工程
除了南麂岛微电网系统，国家电网公司还在河南建设分布式光伏发电及微网运行控制试点工程，在浙江杭州、陕西西安两地建设城网系统微网控制试点项目，在内蒙古呼伦贝尔等地建设三个农网系统微网试点项目。
碧波荡漾，海鸟成群，渔民驾着小船查看养殖场，一群群游客徜徉在成荫的绿林中。这个远离祖国大陆的美丽海岛名为南麂岛，它有很多别名，如“碧海仙山”“贝藻王国”“蓝色牧场”“海上神农架”等。
普通人向往南麂岛，因为它是我国唯一的国家级海洋自然保护区，被评为我国最美的十大海岛之一。很少有人知道的是，岛上正在进行一项实验，足可解开新能源利用中的种种疑问。
南麂岛微电网系统，就是这项实验的名称。现在，这个项目已经入选国家863示范项目。
一个海岛与微电网的相遇
这座美丽如画的海岛，即将因微电网系统的建立而被赋予新的内涵。
为了探寻一个基于可再生能源利用的海岛能源供给方案，浙江省电力公司电力试验研究院与平阳电力有限责任公司合作，根据海岛的自然条件，在南麂岛建设风能、太阳能、海洋能、柴油发电和蓄电池储能相结合的风光柴储“分布式发电”综合系统。这一系统与海岛电网输配系统，将集成为一个以新能源为主的微电网系统。
南麂岛与微电网结合在一起，是一个必然选择。
南麂岛隶属浙江省温州市，远离大陆，自然条件优越，特色鲜明，被评为我国最美的十大海岛之一。1990年9月，经国务院批准，成为我国首批五个国家级自然保护区之一，1998年12月，又成为我国目前唯一纳入联合国教科文组织世界生物圈网络的海洋类型自然保护区。
浙江省环保部门相关人士表示，南麂岛环境优美，环境保护要求相当高。但岛上电力负荷的日益增加，使得岛上原有的供电体系受到挑战。
据平阳电力有限责任公司提供的资料，目前，岛上供电仅依靠四台柴油发电机，能源结构单一，不仅供电成本高，还污染环境。随着海岛经济的发展，如果柴油发电容量持续增加，将对岛屿的生态环境产生负面影响，不符合建设绿色电网的要求。
寻找一个基于可再生能源利用的海岛能源供给方案，是解决海岛可持续发展、建设生态海岛的关键。在这个背景下，以新能源为主的南麂岛微电网系统应运而生。
绿色的南麂岛微电网
如何既解决电力供应不足问题，又保护生态环境？相关单位通过调研，决定在南麂岛建设一个风能、海洋能、柴油发电和蓄电池储能的风光柴储综合系统，以适应该岛经济和旅游的发展。
岛上海风强劲，四周海浪不绝，利用风能和海洋能发电，自然而然被考虑进去。在非阴雨天气，这里阳光充足，太阳能发电因此也成为选择„„相关单位通过充分考察南麂岛的自然条件，微电网系统的一个个组成部分被设计出来——安装12台100千瓦风力发电机组、1000千瓦光伏发电系统、30~50千瓦波浪能发电系统，建成以新能源发电为主的南麂岛微电网。
这个系统的最大特点是，充分利用海岛丰富的太阳能和风能资源，低利用传统的柴油发电，为海岛提供绿色电力供应。技术人员杨德栋说：“南麂岛微电网工程的建设，是对南麂岛能源供应的有效补充，客户不需要再担心用电限制。同时，由于使用绿色电能，缓解了当地发电企业较大的环境保护压力，促进经济的持续快速发展，以较少的资金、资源和环境代价，换取较高的整体投资效益和能源转换效率。”
这个系统充分利用风能、太阳能、海洋潮汐能等清洁可再生能源，不产生大气、液体、固体废物等污染物，也不会产生大的噪声污染，做到低碳、低排放。
同时，南麂岛微电网示范工程引入电动汽车作为储能系统，将岛上现有的燃油汽车全部换成电动汽车，可再生能源得到充分利用，汽车尾气污染得到有效抑制，减少了二氧化碳排放，节约了资源，保护了环境。
南麂列岛国家海洋自然保护区管理局局长方明晓说：“在这样一个享誉全国的旅游海岛上采用新能源技术解决用电难题，也解决了柴油发电带来的污染和排放问题，不仅体现出电网企业的社会责任，也是对节能减排的促进，将带来巨大的社会效益。”（作者 陈小敏）
海岛微电网保护控制的设计与研究
贺丹
【摘要】：介绍微电网的概念和特点,探讨微电网对保护控制系统的要求。面向微电网保护控制的自愈能力,给出保护控制系统设计方案。兼顾通信技术的发展与现有配电网的技术基础,对海岛微电网的保护控制体系结构进行分析。【作者单位】： 珠海兴业新能源科技有限公司;
【关键词】： 可再生能源接入智能配电网微电网保护控制 【分类号】：TM727 【正文快照】：
0引言随着分布式发电资源以及微电网技术的发展,偏远无电地区、海岛地区、重要保护地区的供电,越来越多采用微电网提供不间断电源或者是提先进的控制技术是微电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当供备用电源。的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和
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