中國儲能網訊：即將來臨的這個冬天，國網河北電科院園區(qū)可以實現(xiàn)地源熱泵供暖了。園區(qū)建設的微電網系統(tǒng)，是國內首個光儲熱一體化微電網，它首次融入地源熱泵沖擊性負荷，通過分布式新能源為地源熱泵供電，實現(xiàn)利用地熱能調節(jié)室內溫度，與傳統(tǒng)使用空調調節(jié)溫度的方式相比，該方式節(jié)能減排效果明顯。
【項目簡介】
日前，“光、儲、熱一體化協(xié)調運行控制技術研究及示范工程”項目通過國家電網公司組織的驗收。該項目位于國網河北省電力公司電力科學研究院園區(qū)，為國家電網公司科技項目，由國網河北電科院總體負責，由國電南瑞科技股份有限公司總包，中國電力科學研究院參與實施。該項目是國內首個光儲熱一體化微電網示范工程，項目包括190千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)、250kW/1h磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)、100kW/5s超級電容儲能系統(tǒng)、電能質量監(jiān)測與治理系統(tǒng)、電動汽車充電樁、微電網運行控制與能量管理系統(tǒng)、交流子微電網系統(tǒng)、直流子微電網系統(tǒng)等。
微電網首次接入沖擊性負荷兼顧經濟性和穩(wěn)定性
目前，國內微電網主要以接入風力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和就地負荷為主，未能因地制宜統(tǒng)籌考慮對當地能源的綜合利用，而“光、儲、熱一體化協(xié)調運行控制技術研究及示范工程”項目，結合石家莊土壤溫度比較適合地源熱泵工作的特點，首次在微電網中接入地源熱泵，利用地熱能替代傳統(tǒng)空調調節(jié)室內溫度，實現(xiàn)了節(jié)能減排。
與普通家用負荷相比，地源熱泵在啟動時對電網具有沖擊性。為了保證地源熱泵順利啟動，微電網儲能系統(tǒng)容量必須滿足沖擊電流的功率要求，但這樣會大大降低微電網系統(tǒng)的經濟性。
“如果儲能容量不夠，微網則無法承受。沖擊性電流會引起微電網母線電壓的急劇下降，使電網失去穩(wěn)定?！眹娔先鸬捻椖拷浝斫鹧┱f。
為了兼顧微電網的經濟性和動力負荷的啟動需求，中國電科院為地源熱泵開發(fā)了多元復合儲能系統(tǒng)，并對地源熱泵系統(tǒng)進行了變頻啟動改裝?！扒罢呒骖櫫四芰啃团c功率型儲能的優(yōu)點，在微電網并網運行時可以快速平抑光伏系統(tǒng)輸出功率的波動，在微電網離網運行時可以使微電網內電壓及頻率保持穩(wěn)定。而后者可以將設備啟動電流降低到額定電流的水平。兩者的應用大大提高了微電網的穩(wěn)定性及經濟性?！敝袊娍圃杭夹g人員謝志佳解釋。
基于以上策略，該項目又提出了一種含地源熱泵的能量管理方法，通過綜合能效利用技術提高微電網運行的可靠性?！昂蠖丝刂葡到y(tǒng)是關鍵技術，系統(tǒng)建立了科學的邏輯控制策略，讓變頻器和超級電容根據負荷運行狀況進行針對性調節(jié)?！眹娔先鸺夹g人員王前雙說。
交、直流兩種子微電網實現(xiàn)互聯(lián)
與以往的純交流微電網不同，該項目構建了交流子微電網和直流子微電網兩種形式。此前，國電南瑞承擔的浙江溫州鹿西島微網工程實現(xiàn)了兩個交流子微網的互聯(lián)。
很多日常用電設備采用直流電驅動，如LED燈、手提電腦等。在交流配電網中，需要經過變流才能供給電器使用。而直流配電網可以直接供電，實現(xiàn)即插即用。
“分布式電源接入直流配電無需換流環(huán)節(jié)，可以減小成本、降低損耗。而微電網將主要采用直流配網的運行方式?！苯鹧┱f。
從技術角度而言，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，直流子微網控制系統(tǒng)要保持直流電壓恒定。金雪介紹，該項目采用直流子微網在并網時由AC/DC(交流/直流)變流器穩(wěn)定直流母線電壓，在離網時由儲能DC/DC(直流/直流)變流器建立直流母線電壓的方式，將儲能裝置固定的直流電壓變換為可變的直流電壓。
每年可節(jié)約電量62萬度
“光、儲、熱一體化協(xié)調運行控制技術研究及示范工程”項目合理利用當地資源，解決了地源熱泵的啟動問題，實現(xiàn)節(jié)能減排、低碳環(huán)保、能效最優(yōu)的目標?！霸擁椖坎粌H立足于建設示范工程還依托示范工程，建設了交直流混合多級微電網試驗平臺。通過試驗平臺可開展分布式電源及微電網的保護、測控等技術理論研究和實驗驗證。同時，190千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)，估算年發(fā)電量約為20萬度，可有效降低配電線路損耗;利用地源熱泵系統(tǒng)每年可節(jié)約電量62萬度;以火電廠二氧化碳排放量0.38千克/度計算，估算年節(jié)約標準煤300噸，減排二氧化碳約710噸，節(jié)能減排效益顯著。”國網河北電科院項目負責人高志強說。
原標題:地源熱泵如何接入微電網
