民辦高校智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)研究

引言

與傳統(tǒng)的集中供電方式比較,分布式發(fā)電因運行方式靈活、更加接近用戶側、就地消納清潔新能源等優(yōu)勢而受到普遍關注。但是,分布式發(fā)電的相關技術本身存在很多潛在缺點,如功率輸出波動、電源接入代價高等,當其大規(guī)模并入電網(wǎng)后,會給電網(wǎng)的運行控制帶來諸多影響。為了協(xié)調分布式電源和電網(wǎng)之間的矛盾,充分體現(xiàn)分布式發(fā)電給電網(wǎng)及用戶帶來的潛在利益,智能微電網(wǎng)作為一種新型的分布式能源結構形式應運而生,很快得到了國內外相關學者的普遍關注。

智能微電網(wǎng)作為一種分散獨立的供能系統(tǒng),集成了先進的電力技術。其容量相對較小,接近用戶側,將分布式電源、相關負荷、儲能器件和監(jiān)控保護裝置等器件有機結合,形成了一種單一可控系統(tǒng),能夠實現(xiàn)孤島運行與并網(wǎng)運行之間的平滑切換:就近向用戶進行供電,減少輸電線路的損耗,有效防御上級電網(wǎng)故障帶來的影響。當上級電網(wǎng)的電能質量不能滿足要求或者產(chǎn)生故障時,智能微電網(wǎng)可切換為孤島模式運行,以保證自身的安全穩(wěn)定運行。

1智能微電網(wǎng)科研實訓的研究內容

(1）智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)的整體設計包括智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的硬件平臺建設和監(jiān)控管理及控制系統(tǒng)的設計。

(2）智能微電網(wǎng)技術的研究?；诮ㄔO的智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng),對微電網(wǎng)相關的電力電子技術進行研究。

微電網(wǎng)內部存在大量的非線性負載,可能導致微電網(wǎng)內部的電能質量下降,與此同時在孤島模式下運行時,微電網(wǎng)的頻率也會出現(xiàn)一定的偏差。在其內部使用相關的電力電子技術,能夠提升微電網(wǎng)的電能質量,提高微電網(wǎng)的運行效率,縮小微電網(wǎng)的頻率偏差。

(3）智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)在教學改革中的應用研究。通過智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)的建設以及對智能微電網(wǎng)技術的研究,推介新能源技術的新知識,加強專業(yè)建設,推動以學生為主體的應用型人才培養(yǎng)模式的實施,加快智能微電網(wǎng)技術、電氣工程、通信工程、計算機等專業(yè)的技術類課程的教學、實訓和課程改革,讓學生自主設計實驗方案與步驟,鼓勵創(chuàng)新。針對電力系統(tǒng)分析、新能源技術、電力系統(tǒng)繼電保護、供配電技術等課程,開發(fā)多項探索性實驗項目。這些實驗理論與實踐結合緊密,開闊學生的視野,提升學生的創(chuàng)新能力與工作實踐能力,提高人才培養(yǎng)質量。為培養(yǎng)學生的電氣設備制圖和識圖能力,對PLC、單片機等工業(yè)控制設備與系統(tǒng)進行安裝、調試、故障診斷與維修的能力,光伏組件生產(chǎn)系統(tǒng)操作和設備維護能力,光伏發(fā)電系統(tǒng)工程設計、安裝、調試與維護等現(xiàn)場施工能力,可持續(xù)發(fā)展能力奠定基礎。

2智能微電網(wǎng)科研實訓的研究方法

(1）建設智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng),在校園內建設分布式光伏太陽能電池系統(tǒng)、儲能單元等分布式能源,通過智能微電網(wǎng)的控制系統(tǒng)能夠采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控運行、離網(wǎng)/并網(wǎng)切換,對局部區(qū)域范圍內的微電網(wǎng)能源進行管理和協(xié)調控制,實現(xiàn)區(qū)域內多能互補、環(huán)保、安全可靠、低碳、經(jīng)濟技術全局最優(yōu)地運行。智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)能夠實現(xiàn)發(fā)電自發(fā)自用、多余并網(wǎng),保證系統(tǒng)實現(xiàn)孤島運行,不受外電網(wǎng)斷電影響。

(2）智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)為新能源發(fā)電技術在電網(wǎng)中的應用提供理論及實踐依據(jù),同時給學生學習智能微電網(wǎng)新技術提供平臺支撐。智能微電網(wǎng)實訓系統(tǒng)集新能源、高壓變電、繼電保護、配電技術、自動控制技術、通信技術為一體,滿足"自動控制原理""電機與拖動""電力系統(tǒng)分析""電力系統(tǒng)自動化""電力系統(tǒng)繼電保護""供配電技術""新能源技術"等課程的教學實驗要求:可開展電力電子技術設計、光伏電站設計、風能電站設計、水電站電氣設計、變電所電氣設計、變電所繼電保護配置、一次設備安全運行等畢業(yè)設計:學生可依托該平臺開展創(chuàng)新性、開放新綜合實驗以及相關創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目研究。

(3）進一步完善以能力培養(yǎng)為核心,分層次、多模塊、多樣化的實踐教學體系,以增強新能源技術應用為主線,以新能源技術開發(fā)和智能化運行控制為核心,將現(xiàn)代信息的獲取、處理、傳輸與控制、網(wǎng)絡運行監(jiān)控等現(xiàn)代先進技術融入到特色化、創(chuàng)新型的人才培養(yǎng)模式中:進一步有效加強綜合性、創(chuàng)新性、設計性實驗設計與內容的開發(fā)和建設:使實驗實訓的教學內容與科研、生產(chǎn)實際緊密結合,產(chǎn)生良性互動,實現(xiàn)科學研究與實踐育人的有機融合:建立多元實踐考核方式和實驗教學模式,全力提升和打造學生的實踐技能以及發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)的建設有助于加強培養(yǎng)學生的動手能力和科技創(chuàng)新能力,有助于提升校企雙向培訓的實施,有助于綜合各專業(yè)方向的知識聯(lián)合攻克核心技術。通過智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)建設,可為學生提供一個較為真實的實踐教學環(huán)境,使學生對光伏電站,風力發(fā)電等新能源技術中的電氣部分,包括從系統(tǒng)的運行原理、設備的安裝調試、維護維修、實際運行控制等產(chǎn)生一個整體的概念。將學生所學習過的相關專業(yè)知識進行融會貫通,并將其應用到實踐中去,積極培養(yǎng)學生的實際工程觀念、分析問題與解決問題的能力,努力提高學生的專業(yè)素質及崗位競爭綜合能力。

3智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)的應用

(1）智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)不僅能夠將智能微電網(wǎng)的建設運用于校園中,結合學校實際提出智能微電網(wǎng)建設方案,打造智能微電網(wǎng)高校。同時還提出在建設方案的基礎上,選取某一區(qū)域,如工程實訓中心開展小規(guī)模智能微電網(wǎng)的試點建設,提出利用建設好的智能微電網(wǎng)平臺將智能微電網(wǎng)的人才培養(yǎng)培訓作為項目工程應用的一個重要方向進行研究。最終不僅建成智能微電網(wǎng)高校,同時也將智能微電網(wǎng)高校建設成一個超大規(guī)模的智慧能源"實驗室"。

(2）在智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)的基礎上,因地制宜地探索各類分布式能源和智能電網(wǎng)技術應用,提高新能源技術的科研水平,不斷提高和改進各種分布式發(fā)電的設備性能和工作運行效率,降低智能微電網(wǎng)中分布式發(fā)電的成本,形成具有區(qū)域特點的能夠復制的典型模式,逐步將微電網(wǎng)技術進行推廣并不斷擴大,能夠覆蓋到包括辦公樓、住宅、學校、賓館、福利院、療養(yǎng)院、商店、飯店、醫(yī)院、體育館等多種場所?，F(xiàn)在分布式電源在我國所占比例比較小,在未來幾年內,智能微電網(wǎng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)不僅能夠作為一種集中式發(fā)電的重要補充,而且在能源的綜合利用方面占據(jù)非常重要的地位。

(3）智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)的建設強調實踐教學在人才培養(yǎng)中的重要作用,注重提高學生自主學習能力的培養(yǎng),堅持學生在實驗中的主體地位。實行開放式管理模式,并將大學生科技創(chuàng)新活動納入實踐教學體系,通過開放共享,使現(xiàn)有實驗教學資源的效益得到最大限度地發(fā)揮,同時能在很大程度上調動學生學習的主動性,激發(fā)廣大青年學子探求科學、求得真知的興趣。學生可在建設的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)中接受有關新能源發(fā)電技術的訓練,為今后走上工作崗位,從事與新能源發(fā)電技術有關的工作奠定扎實的基礎。

4結語

能源發(fā)展在我國正在發(fā)生實質性變化,朝著更環(huán)保的能源結構方向發(fā)展。民辦高校智能微電網(wǎng)科研實訓系統(tǒng)的目標是智能、低碳、節(jié)能、環(huán)保,智能微電網(wǎng)象征著未來能源發(fā)展的主要趨勢,是推動能源發(fā)展的主要載體,是實施能源發(fā)展的主要舉措,對于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著深遠的意義。