民辦高校智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)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(yùn)行方式靈活、更加接近用戶側(cè)、就地消納清潔新能源等優(yōu)勢(shì)而受到普遍關(guān)注。但是,分布式發(fā)電的相關(guān)技術(shù)本身存在很多潛在缺點(diǎn),如功率輸出波動(dòng)、電源接入代價(jià)高等,當(dāng)其大規(guī)模并入電網(wǎng)后,會(huì)給電網(wǎng)的運(yùn)行控制帶來(lái)諸多影響。為了協(xié)調(diào)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(lái)的潛在利益,智能微電網(wǎng)作為一種新型的分布式能源結(jié)構(gòu)形式應(yīng)運(yùn)而生,很快得到了國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的普遍關(guān)注。

智能微電網(wǎng)作為一種分散獨(dú)立的供能系統(tǒng),集成了先進(jìn)的電力技術(shù)。其容量相對(duì)較小,接近用戶側(cè),將分布式電源、相關(guān)負(fù)荷、儲(chǔ)能器件和監(jiān)控保護(hù)裝置等器件有機(jī)結(jié)合,形成了一種單一可控系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)孤島運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)行之間的平滑切換:就近向用戶進(jìn)行供電,減少輸電線路的損耗,有效防御上級(jí)電網(wǎng)故障帶來(lái)的影響。當(dāng)上級(jí)電網(wǎng)的電能質(zhì)量不能滿足要求或者產(chǎn)生故障時(shí),智能微電網(wǎng)可切換為孤島模式運(yùn)行,以保證自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)的研究?jī)?nèi)容

(1）智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)包括智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)建設(shè)和監(jiān)控管理及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

(2）智能微電網(wǎng)技術(shù)的研究?；诮ㄔO(shè)的智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),對(duì)微電網(wǎng)相關(guān)的電力電子技術(shù)進(jìn)行研究。

微電網(wǎng)內(nèi)部存在大量的非線性負(fù)載,可能導(dǎo)致微電網(wǎng)內(nèi)部的電能質(zhì)量下降,與此同時(shí)在孤島模式下運(yùn)行時(shí),微電網(wǎng)的頻率也會(huì)出現(xiàn)一定的偏差。在其內(nèi)部使用相關(guān)的電力電子技術(shù),能夠提升微電網(wǎng)的電能質(zhì)量,提高微電網(wǎng)的運(yùn)行效率,縮小微電網(wǎng)的頻率偏差。

(3）智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在教學(xué)改革中的應(yīng)用研究。通過(guò)智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)以及對(duì)智能微電網(wǎng)技術(shù)的研究,推介新能源技術(shù)的新知識(shí),加強(qiáng)專業(yè)建設(shè),推動(dòng)以學(xué)生為主體的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的實(shí)施,加快智能微電網(wǎng)技術(shù)、電氣工程、通信工程、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的技術(shù)類(lèi)課程的教學(xué)、實(shí)訓(xùn)和課程改革,讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與步驟,鼓勵(lì)創(chuàng)新。針對(duì)電力系統(tǒng)分析、新能源技術(shù)、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、供配電技術(shù)等課程,開(kāi)發(fā)多項(xiàng)探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)踐結(jié)合緊密,開(kāi)闊學(xué)生的視野,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力與工作實(shí)踐能力,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。為培養(yǎng)學(xué)生的電氣設(shè)備制圖和識(shí)圖能力,對(duì)PLC、單片機(jī)等工業(yè)控制設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行安裝、調(diào)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(shè)備維護(hù)能力,光伏發(fā)電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與維護(hù)等現(xiàn)場(chǎng)施工能力,可持續(xù)發(fā)展能力奠定基礎(chǔ)。

2智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)的研究方法

(1）建設(shè)智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),在校園內(nèi)建設(shè)分布式光伏太陽(yáng)能電池系統(tǒng)、儲(chǔ)能單元等分布式能源,通過(guò)智能微電網(wǎng)的控制系統(tǒng)能夠采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控運(yùn)行、離網(wǎng)/并網(wǎng)切換,對(duì)局部區(qū)域范圍內(nèi)的微電網(wǎng)能源進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多能互補(bǔ)、環(huán)保、安全可靠、低碳、經(jīng)濟(jì)技術(shù)全局最優(yōu)地運(yùn)行。智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電自發(fā)自用、多余并網(wǎng),保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行,不受外電網(wǎng)斷電影響。

(2）智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為新能源發(fā)電技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用提供理論及實(shí)踐依據(jù),同時(shí)給學(xué)生學(xué)習(xí)智能微電網(wǎng)新技術(shù)提供平臺(tái)支撐。智能微電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)集新能源、高壓變電、繼電保護(hù)、配電技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體,滿足"自動(dòng)控制原理""電機(jī)與拖動(dòng)""電力系統(tǒng)分析""電力系統(tǒng)自動(dòng)化""電力系統(tǒng)繼電保護(hù)""供配電技術(shù)""新能源技術(shù)"等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求:可開(kāi)展電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)、光伏電站設(shè)計(jì)、風(fēng)能電站設(shè)計(jì)、水電站電氣設(shè)計(jì)、變電所電氣設(shè)計(jì)、變電所繼電保護(hù)配置、一次設(shè)備安全運(yùn)行等畢業(yè)設(shè)計(jì):學(xué)生可依托該平臺(tái)開(kāi)展創(chuàng)新性、開(kāi)放新綜合實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目研究。

(3）進(jìn)一步完善以能力培養(yǎng)為核心,分層次、多模塊、多樣化的實(shí)踐教學(xué)體系,以增強(qiáng)新能源技術(shù)應(yīng)用為主線,以新能源技術(shù)開(kāi)發(fā)和智能化運(yùn)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(luò)運(yùn)行監(jiān)控等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)融入到特色化、創(chuàng)新型的人才培養(yǎng)模式中:進(jìn)一步有效加強(qiáng)綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與內(nèi)容的開(kāi)發(fā)和建設(shè):使實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容與科研、生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合,產(chǎn)生良性互動(dòng),實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究與實(shí)踐育人的有機(jī)融合:建立多元實(shí)踐考核方式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,全力提升和打造學(xué)生的實(shí)踐技能以及發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力。智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)有助于加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科技創(chuàng)新能力,有助于提升校企雙向培訓(xùn)的實(shí)施,有助于綜合各專業(yè)方向的知識(shí)聯(lián)合攻克核心技術(shù)。通過(guò)智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè),可為學(xué)生提供一個(gè)較為真實(shí)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境,使學(xué)生對(duì)光伏電站,風(fēng)力發(fā)電等新能源技術(shù)中的電氣部分,包括從系統(tǒng)的運(yùn)行原理、設(shè)備的安裝調(diào)試、維護(hù)維修、實(shí)際運(yùn)行控制等產(chǎn)生一個(gè)整體的概念。將學(xué)生所學(xué)習(xí)過(guò)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通,并將其應(yīng)用到實(shí)踐中去,積極培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程觀念、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力,努力提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)及崗位競(jìng)爭(zhēng)綜合能力。

3智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用

(1）智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)不僅能夠?qū)⒅悄芪㈦娋W(wǎng)的建設(shè)運(yùn)用于校園中,結(jié)合學(xué)校實(shí)際提出智能微電網(wǎng)建設(shè)方案,打造智能微電網(wǎng)高校。同時(shí)還提出在建設(shè)方案的基礎(chǔ)上,選取某一區(qū)域,如工程實(shí)訓(xùn)中心開(kāi)展小規(guī)模智能微電網(wǎng)的試點(diǎn)建設(shè),提出利用建設(shè)好的智能微電網(wǎng)平臺(tái)將智能微電網(wǎng)的人才培養(yǎng)培訓(xùn)作為項(xiàng)目工程應(yīng)用的一個(gè)重要方向進(jìn)行研究。最終不僅建成智能微電網(wǎng)高校,同時(shí)也將智能微電網(wǎng)高校建設(shè)成一個(gè)超大規(guī)模的智慧能源"實(shí)驗(yàn)室"。

(2）在智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,因地制宜地探索各類(lèi)分布式能源和智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用,提高新能源技術(shù)的科研水平,不斷提高和改進(jìn)各種分布式發(fā)電的設(shè)備性能和工作運(yùn)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(diǎn)的能夠復(fù)制的典型模式,逐步將微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行推廣并不斷擴(kuò)大,能夠覆蓋到包括辦公樓、住宅、學(xué)校、賓館、福利院、療養(yǎng)院、商店、飯店、醫(yī)院、體育館等多種場(chǎng)所?，F(xiàn)在分布式電源在我國(guó)所占比例比較小,在未來(lái)幾年內(nèi),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(bǔ)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(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的重要作用,注重提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),堅(jiān)持學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位。實(shí)行開(kāi)放式管理模式,并將大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)納入實(shí)踐教學(xué)體系,通過(guò)開(kāi)放共享,使現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的效益得到最大限度地發(fā)揮,同時(shí)能在很大程度上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,激發(fā)廣大青年學(xué)子探求科學(xué)、求得真知的興趣。學(xué)生可在建設(shè)的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)中接受有關(guān)新能源發(fā)電技術(shù)的訓(xùn)練,為今后走上工作崗位,從事與新能源發(fā)電技術(shù)有關(guān)的工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

4結(jié)語(yǔ)

能源發(fā)展在我國(guó)正在發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化,朝著更環(huán)保的能源結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。民辦高校智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的目標(biāo)是智能、低碳、節(jié)能、環(huán)保,智能微電網(wǎng)象征著未來(lái)能源發(fā)展的主要趨勢(shì),是推動(dòng)能源發(fā)展的主要載體,是實(shí)施能源發(fā)展的主要舉措,對(duì)于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。