基于綠色建筑內(nèi)分布式電源的整體設(shè)計(jì)規(guī)劃（3頁）.docx

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基于綠色建筑內(nèi)分布式電源的整體設(shè)計(jì)規(guī)劃（3頁）.docx

1、基于綠色建筑內(nèi)分布式電源的整體設(shè)計(jì)規(guī)劃1背景及意義 /1/view-6952736.htm進(jìn)入21世紀(jì)，世界對(duì)能源的需求不斷增加，將使人們最終面臨能源危機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì)建筑每年消耗的能量占全球總耗能的50%以上并逐年上升。分布式電源在未來的推廣趨勢(shì)主要是集中在低電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)，而建筑供配電系統(tǒng)是10kV以下電壓等級(jí)的建筑電氣系統(tǒng)，兩者在電壓等級(jí)上完全契合。所以從分布式電源的角度上講，分布式電源接入建筑必將成為未來分布式電源的發(fā)展趨勢(shì)。建筑的發(fā)展趨勢(shì)是以節(jié)能的綠色環(huán)保建筑為主，而分布式電源正是一種新型清潔能源，可以利用可再生能源給建筑內(nèi)部發(fā)電，實(shí)現(xiàn)建筑能源的自給自足，節(jié)約能源，降低污染的目的。所以

2、從建筑的角度上講，分布式電源接入建筑具有領(lǐng)導(dǎo)意義。2 分布式電源的接入2.1 分布式電源發(fā)電系統(tǒng)本文分布式電源的規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)合了獨(dú)立與并網(wǎng)光伏發(fā)電方法。其中并網(wǎng)光伏發(fā)電采用的是獨(dú)立建筑并網(wǎng)光伏發(fā)電，但國內(nèi)電力市場并未形成有效機(jī)制，則需采用通過無逆流系統(tǒng)。無逆流系統(tǒng)是指光伏發(fā)電量始終小于（等于）負(fù)荷用點(diǎn)，電量不夠時(shí)由電網(wǎng)提供，即光伏發(fā)電與外部市電形成并聯(lián)，再向建筑負(fù)荷供電。結(jié)合工程實(shí)例，7000平方米的博物館屋頂和10000平方米的博物館部分幕墻鋪設(shè)光伏發(fā)電裝置。所需安裝光伏方陣（容量為 Wp）約480塊，其中198塊方陣鋪設(shè)于屋頂，余下282塊方陣鋪設(shè)于五層建筑玻璃幕墻，平均每層幕墻安裝約57塊

3、方陣。如圖2-1：所示。圖2-1 聯(lián)合系統(tǒng)原理圖發(fā)電系統(tǒng)以兩塊光伏方陣（ Wp）為一組，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)共99組。如圖2-2所示，每一組都設(shè)置數(shù)據(jù)采集終端，分為光伏采集終端和儲(chǔ)能采集終端，將光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過智能建筑網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)發(fā)送至分布式電源監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)光伏發(fā)電運(yùn)行時(shí)，每一組分別接入直流匯流箱，然后通過組合系統(tǒng)元器件，接入6kW并網(wǎng)逆變器（PVI-6000），經(jīng)逆變后分三相（L1，L2，L3）進(jìn)入光伏配電交流柜，該配電柜設(shè)有電壓表、電流表、微機(jī)保護(hù)裝置和電能計(jì)量裝置，在經(jīng)過交流配電柜接入低壓電網(wǎng)。圖2-2只繪制了博物館屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入建筑的供配電示意圖，玻璃幕墻光伏

4、發(fā)電系統(tǒng)供配電示意圖與之類似，但每層約57塊光伏方陣發(fā)電系統(tǒng)（分為29組）經(jīng)過交流配電柜直接進(jìn)入該層的智能低壓配電柜。博物館每層設(shè)置四處低壓配電箱，容量設(shè)定為150200kW，為該樓層的各類型負(fù)荷提供電能，樓層供配電平面圖呈現(xiàn)發(fā)散性樹形結(jié)構(gòu)。圖2-2 光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)供配電示意圖2.2 建筑微網(wǎng)對(duì)分布式電源的接入問題，可將分布式電源發(fā)電系統(tǒng)接入建筑供配電系統(tǒng)，利用光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的利用；從智能建筑角度，可將分布式電源監(jiān)系統(tǒng)集成進(jìn)BAS系統(tǒng)，但其僅能完成對(duì)各分布式電源的監(jiān)控，無法形成各分布式電源的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，這使得能源的利用有限。為了實(shí)現(xiàn)智能綠色建筑的要求，高效利用可再生能源，

5、工程結(jié)合微網(wǎng)技術(shù)，提出了建筑微網(wǎng)的概念，建筑微網(wǎng)定義如下：以建筑為單元獨(dú)立建設(shè)的微網(wǎng)，其由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、用戶負(fù)荷及相關(guān)的監(jiān)控裝置共同組成的有機(jī)體系，具有靈活運(yùn)行和調(diào)度性能，可實(shí)現(xiàn)建筑微網(wǎng)內(nèi)各分布式電源的協(xié)調(diào)運(yùn)行。建筑微網(wǎng)的提出是把微網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣領(lǐng)域。對(duì)建筑微網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制和監(jiān)測的系統(tǒng)定義為建筑微網(wǎng)控制系統(tǒng)，它具有微網(wǎng)控制中心（Micro Grid Control Center，MGCC）、微電源控制器（Micro Control，MC）和負(fù)荷控制器（Local Control，LC）。建筑微網(wǎng)及其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。在圖2-3中，實(shí)線部分表示建筑微網(wǎng)的供配電網(wǎng)絡(luò)，接入

6、綠色建筑的分布式電源為光伏發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置與微型燃?xì)廨啓C(jī)。結(jié)合工程實(shí)例，搭建建筑微網(wǎng)是為建筑提供動(dòng)力，以建筑微網(wǎng)的形式智能協(xié)調(diào)控制各分布式電源。綠色動(dòng)力來源采用光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，微型燃?xì)廨啓C(jī)作為故障備用電源、應(yīng)急電源，保障消防負(fù)荷與一級(jí)負(fù)荷在故障時(shí)不間斷供電。在圖2-3中，虛線部分表示建筑微網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑微網(wǎng)各分布式電源實(shí)時(shí)監(jiān)控。建筑微網(wǎng)控制中心MGCC為監(jiān)控層控制器，完成建筑微網(wǎng)各分布式電源的綜合管理，通過集成于內(nèi)的中央處理單元，對(duì)建筑供配電母線和外部市電進(jìn)行采集并處理，完成孤島運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)行的智能轉(zhuǎn)化；并接收由現(xiàn)場層發(fā)送的采集信息，經(jīng)處理后發(fā)送現(xiàn)場層控制命令。微電源控制器

7、MC為現(xiàn)場層控制器，作用是將采集電源信息發(fā)送至監(jiān)控層，接收監(jiān)控層發(fā)送的控制命令，并對(duì)電源運(yùn)行開關(guān)量進(jìn)行有效的控制。本地負(fù)荷控制器LC為現(xiàn)場層控制器，作用是采集用電負(fù)荷的大小，監(jiān)測電力參數(shù)，保證建筑微網(wǎng)電能質(zhì)量的穩(wěn)定、安全、可靠。圖2-3 建筑微網(wǎng)及其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖在圖2-3中，智能斷路器K1為外部市電接入建筑供配電主接口，由MGCC控制，判斷是否接入外部市電；智能斷路器K2為分布式電源發(fā)電主接口，由MGCC控制，判斷是否接入光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)；在博物館綠色工程中，智能斷路器組1由智能斷路器N1N244（控制光伏方陣接入）與智能斷路器M1M244（控制儲(chǔ)能裝置接入）共同構(gòu)成，其由光伏發(fā)電MC

8、與儲(chǔ)能裝置MC共同控制，決定光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的工作模式；備用微型燃?xì)廨啓C(jī)組采用一投一備接入方式，MTG1主投，MTG2備用；智能斷路器組2由微型燃?xì)廨啓C(jī)MC控制，在故障時(shí)，決定微型燃?xì)廨啓C(jī)主投或備用的接入。其中外部市電智能采集終端A1安裝0kV/0.4kV變壓器高壓側(cè)母線，功能為采集外部市電電流電壓，故障時(shí)斷開K1；建筑微網(wǎng)智能采集終端B1安裝10kV/0.4kV變壓器低壓側(cè)母線，采集建筑微網(wǎng)電流電壓，故障時(shí)斷開K2；光伏采集終端C1C244安裝于光伏-儲(chǔ)能發(fā)電單元（屋頂和幕墻），功能為采集光伏方陣發(fā)電組輸出的電流、電壓信息；光照采集終端CC1CC244安裝于光伏-儲(chǔ)能發(fā)電單元（屋頂和幕墻），功能為采集光伏方陣發(fā)電單元組外部光照等環(huán)境信息；儲(chǔ)能采集終端D1D244安裝于光伏-儲(chǔ)能發(fā)電單元（屋頂和幕墻），功能為采集該組儲(chǔ)能裝置電能盈余量，作為判斷；負(fù)荷采集終端E1E35安裝于每層低壓配電箱進(jìn)線母線，采集用電量；備用電源采集終端F1F2安裝于微型燃?xì)廨啓C(jī)組出線母線，采集兩臺(tái)電源故障信息，采用一投一備運(yùn)行方式。3 結(jié)論本文結(jié)合工程實(shí)例，具體介紹了分布式電源監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑中的集成和分布式電源發(fā)電系統(tǒng)接入綠色建筑的規(guī)劃方案。通過分析分布式電源，結(jié)合微網(wǎng)控制應(yīng)用，以智能綠色建筑的角度提出建筑微網(wǎng)的概念，并規(guī)劃建筑光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

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