“主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术”示范工程是依托国家高技术研究发展计划(863计划)——“主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术研究与应用(2012AA050212)”建设而成。该示范工程坐落于广东佛山三水区中心科技工业园，其中包含5.5MWp分布式光伏发电及1.1MWh分布式储能，在示范区内可实现100%光伏消纳，且供电可靠性高于99.99%。
该863项目是我国首个主动配电网技术应用示范工程，由广东电网公司、上海交通大学、上海空间电源研究所、佛山电力设计院合作完成。工程结合示范区域的分布式发电现状，在坚持技术先进的同时，注重经济性和实用性，综合应用储能系统以及配电网的灵活拓扑，对以分布式光伏发电为代表的间歇式能源实现了高效消纳，同时确保电网的优化运行，建成了先进的、可持续发展的主动配电网间歇式能源消纳及控制系统。
文章将逐一介绍示范工程的总体概况、实施方案、关键技术以及运行效果，最后对示范工程的社会经济效益进行综合分析。
1、示范工程总体概况
1.1、示范区简介
“主动配电网间歇式能源消纳及优化技术”示范工程位于广东省佛山市三水区中心科技工业区广成铝业有限公司厂区和金世界创新铝业有限公司厂区，项目所在地全年日照小时数达1600～1700h，太阳辐射总量为4803.408MJ/m2，适宜建设分布式太阳能光伏发电。示范工程累计完成分布式光伏发电总装机容量达5.5MWp，分布在4条10kV馈线(黄南线、铝业线、萧海线、塘溪线)，并配套安装3套电池储能系统，总容量共计1.1MWh。为了模拟配电网的灵活拓扑，在萧海线和塘溪线之间架设1条10kV联络线。整个示范区的网络结构见图1。
图1 示范区域网络结构图
1.2、负荷情况
示范区域内除塘溪线接入少量居民负荷外，其他均为工业负荷，整体负荷特性大体呈现工业负荷的特点，由于工业用户一般在低谷时刻高负荷运行，而在其他时段低负荷运行，受峰谷电价影响较大，峰谷特性较为明显。值得注意的是，在节假日的白天时段，由于工厂停工，示范区域的负荷很小，存在光伏倒送的风险。示范区域典型日的整体负荷和光伏发电出力比对见图2，虽然区域从整体上负荷值大于光伏发电，但在局部区域(例如萧海线和塘溪线)的特殊时段则存在光伏出力大于负荷值的现象，需要利用主动配电网技术实现光伏发电的100%高效消纳。
图2 示范区域负荷与光伏发电对比
1.3、分布式电源接入情况
示范区域主要接入分布式光伏发电和电池储能2种分布式电源，其中电池储能分为单一储能和复合储能，单一储能为磷酸铁锂电池，复合储能则由铅碳电池和钛酸锂电池构成。具体的配置情况见表1。
光伏发电系统并网见图3。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过光伏电缆、直流汇流箱及直流配电柜最终汇集到并网型逆变器，逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流后接入交流配电柜，然后直接并入厂房附近的变压器三相低压端。
图3 光伏发电系统并网图
为保证并网安全，在交流配电柜中配置防孤岛保护装置以防止逆变器本身的保护功能失效。同时，并网逆变器均带有隔离变压器，将逆变器的直流输入和交流输出之间进行电气隔离。直流侧的光伏组件阵列为负极接地，且逆变器在运行过程中，随时检测直流正负极的对地电流，从而保证了逆变器直流侧的短路故障不会影响到电网。
电池储能系统则通过逆变器升压后直接接入10kV馈线，其中萧海线接入总容量为600kWh的复合电池储能系统。而铝业线和塘溪线则分别接入250kWh的磷酸铁锂电池。
复合储能系统由2套50kWh/5C钛酸锂电池储能单元配套250kW储能逆变器，和1套500kWh/0.2C铅碳电池储能单元配套100kW储能逆变器组成。整个储能系统可提供600kW充放电功率，总能量为600kWh。系统接入设计见图4。
图4 复合储能系统并网图
