Aug 19, 2026
孤立电站背后没有更大的电网,因此电网通常提供的每个功能都必须内置于电站本身:频率参考、故障电流、备用容量以及从零开始重启的能力。结合太阳能、发电和储能使得以更低的燃料成本实现这一目标成为可能,但这也意味着调度逻辑成为真正的设计核心,而非附属品。MPMC POWERTECH CORP.成立于2008年,总部位于上海浦东,在一个控制平台下发布所有三个要素,并拥有一套有文档记录的多站点微电网方案。
MPMC微电网项目——跨越四个地点的6兆瓦,结合太阳能、储能和发电机组
孤立站必须持续决定由哪个电源为负载供电。一个可行的层级通常是:首先使用太阳能(当其可用时),其次使用储能以吸收波动和弥补不足,最后使用发电作为持续能源和系统强度的来源。
其中包含两个决策。第一个是发动机启动时的充电状态,这在燃料消耗与电池循环之间权衡。第二个是即使太阳能和储能能够承担负载,发动机是否仍保持运行作为频率参考,这在燃料消耗与系统稳定性之间权衡。两者均无普遍正确答案,且应明确确定,而非依赖默认设置。
| 元素 | 它提供的 | 它无法提供的 |
|---|---|---|
|
太阳能发电 |
白天低边际成本的能源 |
夜间或长时间阴天后的任何输出 |
|
电池储能 |
快速响应、瞬态平滑、时间移位、黑启动能力 |
未被其他设备赋予的能量 |
|
发电机组 |
持续能源、故障电流、系统强度 |
轻载时每千瓦时低成本 |
|
控制平台 |
调度、保护协调、远程可视化 |
对设备容量不足的补偿 |
控制大多数设计错误的行是第二行。储能常被指定为发电机,但它不是:它储存能量而非产生能量,因此孤立站点总是需要一个发电源,除非仅靠太阳能可以覆盖所有季节。
MPMC列出了肯尼亚一个6 MW的微电网项目,分布在四个站点。每个站点配备超过1 MW的太阳能发电,至少1 MWh的直流耦合电池储能,额定放电深度为80%,循环次数为6000次,具备双单元冗余,以及两台500 kW和两台250 kW的柴油备用机组。
控制系统被列为MPMC自有的SCADA和EMS,配备StarLink卫星备份通信,支持PQ、VF和VSG模式、黑启动、网格形成、智能发电调度和无功功率调节。发布的结果描述了在高紫外线、多沙环境中稳定的全天候运行,实现了无缝的太阳能到柴油切换和最少的现场人员配置。该结果属于特定的资源和需求配置;另一个站点将产生不同的发电分布和不同的发动机运行时间。
MPMC微电网项目——每个站点配备>1MW光伏和≥1MWh电池储能,辅以柴油发电机作为备用电源。
在孤立站点,单一故障会导致所有连接用户停电,这改变了冗余计算。肯尼亚案例描述了储能侧的双单元冗余和每个站点两种规格共四台发电机组,这使得站点能够根据需求匹配运行容量,同时保持备用覆盖。
MPMC列出了通过DSE或DEIF控制器和电动断路器实现的多单元并联运行及负载共享,支持N+X配置和主备轮换。轮换在这里尤为重要:一台从未运行过的设备风险与连续运行的设备相当,分配运行时间可确保每台机器都经过验证。
孤立站点必须能够在完全停机后无需外部电源重新启动。MPMC列出了其储能平台支持的黑启动和组网模式,这允许电池建立电压和频率,使发电机能够在有活跃参考的情况下上线。
系统强度值得单独关注。保护装置需要故障电流以正确区分,而主要由逆变器运行的站点提供的故障电流远少于由旋转机械运行的站点。因此,应尽早委托接地和保护研究,因为从并网设计复制的设置常常无法在孤立网络中正确区分。
孤立站点通常由专注于站点服务流程而非站点本身的人员运行。这使得监控平台成为运营组成部分,而非便利设施。
MPMC列出了一款自主开发的SCADA系统,支持实时监控、报警和故障管理、带有预警和备件跟踪的维护管理、自动生成月度和年度报告、最长可保存十年的数据,以及作为备用链路的StarLink卫星通信。值得解决的问题是,凌晨三点谁会接收报警,他们被授权执行哪些操作,以及替换零件需要多长时间才能送达可能需要一天车程的站点。
孤立站点的容量设计基于最差时期,而非平均水平。太阳能资源最少且需求最高的月份决定了站点所需的发电和储能容量,针对年度平均值优化的设计将在该月失败。
MPMC发布的范围支持以下尺寸:集装箱化发电容量从800到3,750 kVA单引擎,储能容量从125 kW和261 kWh到1,125 kW和2,170 kWh,带有直流耦合变体可达5,015 kWh,以及SPK移动太阳能电站容量从7.65 kWp到231.84 kWp。确认可以并联添加额外单元,以及这对开关设备和控制的要求,从而保护电站免受需求增长的影响。
• 写下调度层级,包括发动机启动阈值和任何始终运行的参考。
• 根据最差太阳能月份结合峰值需求进行容量设计,而非年度平均。
• 专门委托孤立运行的接地和保护研究。
• 确认黑启动能力及站点如何从完全停机中恢复。
• 指定冗余方案及发电单元间的轮换策略。
• 确认并联扩展能力及其开关设备和控制要求。
2016年10月26日
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