地理位置和容量位置 ) 和作用，本期 工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中 性点接地方式等。 主变压器和发电机中性点接地方式是一个综合性 问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电 压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘 水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和 发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。 18 一、对原始资料分析 (2) 电力系统情况，包括电力系统近期及远景发展 及以下电压电力系统采用中性 点非直接接地系统 ( 中性点不接地或经消弧线圈 接地 ) ，又称小电流接地系统；对 110kV 及以上 高压电力系统，皆采用中性点直接接地系统，又 称大电流接地系统。发电机中性点都采用非直接 接地方式，目前，广泛采用的是经消弧线圈接地 方式或经中性点接地变压器接地。 19 一、对原始资料分析 (3) 负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输 电电压等级、出线回路数及输送容量等。 负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输 电电压等级、出线回路数及输送容量等。 发电厂承担的负荷应尽可能地使全部机组安全满 发，并按系统提出的运行方式，在机组间经济合 理地分配负荷，减少母线上电流流动，使发电机 运转稳定和满足电能质量要求。 21 一、对原始资料分析 (4) 环境条件，包括当地的气温、湿度、覆冰、污 秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素， 对主接线中电气设备的选择和配电装置的实施均

划和工业应用提供参考和指导。 1 风光储多能互补能源系统结构与能 量模型 1.1 系统结构 本文针对北方地区供暖供电需求提出了风光储 多能互补能源系统，如图1所示。该系统包含光伏 发电机组、风力发电机组、燃气轮机、储电单元、 槽式太阳能集热系统、蓄热单元、电加热器、余热 锅炉、燃气锅炉以及集成控制系统。系统运行时， 采用以热定电的运行模式，在全方位保障供电和热 量供应的前提下充分利用风光等可再生能源。 器、蓄热单元产生的热量供给不足时，由燃气锅炉 补充。 1.2 能量模型 为了开展能源系统容量配置优化研究，本文建 立了风光储多能互补能源系统的能量模型，主要包 括以下部分。 1.2.1 光伏发电模型 光伏发电机组输出功率通常取决于当地太阳辐 射强度，因此结合太阳辐射强度的数据进行精确计 算，其计算公式方法见式(1)~式(2) [23]。 3876 第 11 期 智筠贻等：风光储多能互补能源系统容量配置优化 fPVPPVcap It ISTC [1 + aPV(Tc - TSTC)] (2) 式中，Tc为光伏发电机组实际工作温度；TNOCT 为额定运行条件下光伏发电机组表面温度，一般取 45～48 ℃；tNOCT 为额定运行条件下光伏发电机组 环境温度，一般取 20 ℃；INOCT 为额定运行条件下 光伏发电机组的太阳辐射强度，一般取800 W/m 2； ηmpSTC为在标准测试条件下的最大功率位置的效率，

分为测速发电机、增量式光电编码器两种 测速发电机 可以把机械转速变换成电压信号 而且输出电压与输入的转速成正比 增量式编码器 既可测量增量角位移 又可测量瞬时角速度 机器人自动化技术中，旋转运动速度测量较多，且直线运动速度常 通过旋转速度间接测量。在机器人中，主要测量机器人关节的运行速度， 下面重点以角速度传感器进行介绍。 数字 信号 模拟 信号 测速发电机的输出电动势与转速成比例，改变旋转方向时输出电动 被测机构与测速发电机同轴连接时，只要检测出输出电动势，就能 获得被测机构的转速，故又称速度传感器。 按其构造分为直流测速发电机和交流测速发电机。 1 、测速发电机 测速发电机是应用最广泛，能直接得到代表转速的电压且具有良好 实时性的一种速度测量传感器，它主要用于检测机械转速，能把机械转 速变换为电压信号。 图 4-12 直流测速发电机的结构原理 直流测速发电机实际是一种微型直流发电机，按定子磁极的励磁方 子磁极的励磁方 式分为永磁式和电磁式。图 4-12 为直流测速发电机的结构原理。 永磁式 采用高性能永久磁钢励磁，受温度变 化的影响较小，输出变化小，斜率高， 线性误差小。 电磁式 采用他励式，不仅复杂且因励磁受电 源、环境等因素的影响，输出电压变 化较大，应用不多。 交流异步测速发电机与交流伺服电动机的结构相似，其转子结构有 笼型的，也有杯型的，在自动控制系统中多用空心杯转子异步测速发电

.......................................................................................7 3.4.2 风力发电机组选型................................................................................................ 功率阈值），根据风机、光伏系统常见规格和配置特点，系统配置如下： 表 1 项目总体配置 分系统名称 配套需求 备注 风电系统 装机规模：500kW（日平均输出功率约 130kW） 1 台额定功率 500kW 风力发电机组,单台额定电压 400V AC，切入风速 3m/s，额定风速 13m/s，切出风速 20m/s。 光伏系统 装机规模：604.8kWp（实际最大出力约 500kW） 光伏组件：装机容量 604 片，110kW 组串式光伏逆变器 5 台， 每 18 个组件 1 串共 60 串，每 12 串组件接入 1 台组串式光伏逆变器； 2、安装 500kW 风力发电系统 1 套，包含 1 套 500kW 风力发电机、变流器和控制系统，系统采用 380V 并网，接入储能并网柜风电支路； 光储充综合能源系统方案设计说明书 共 17页 第 3页 3、配套 1200kW/2236kWh 储能系统 1 套，储能系统包含

太阳能和风能资源是清洁的可再生能源，发展光伏和风电对于 调整能源结构、减 轻环境污染等方面有着重要的意义。但光伏和风电存在出力不稳定和间歇性等特点， 电源大规模并网给电力系统运行稳定带来新问题。压缩空气储能发电机组利用电网夜 间低谷电通过电动压缩机压缩空气，白天用电高峰时段再从硐穴中释放压缩空气，输 送至膨胀机做功发电。压缩空气储能发电系统有益于改善电力系统的电能质量和功率 平衡，特别适用于与新能源项目配套或吸纳新能源的多余电力。 规范》 GB/T 37523-2019 《风电场风能资源评估方法》 GB/T 18710-2002 《风电场工程风能资源测量和评估技术规范》 NB/T 31147-2018 《风力发电机组设计要求》 GB/T 18451.1-2012 《风电场气象观测及资料审核、订正技术规范》 QX/T 74-2007 4.1.2 基础资料 （1）场区附近 ERA5 数据和中尺度数据。 切入风速（m/s） 2.5 额定风速(m/s)（标空静态） 9.5 切出风速(10min) (m/s) 25 叶轮直径(m) 191 扫风面积(m²) 28652 发电机类型 永磁直驱同步发电机 额定功率（kW） 4250 额定电压（V） 1140 表 7.1-2 推荐机型标况下的动态功率和推力系数表 GW191-5.0 ρ=1.225 Iref=0

Transfer Switching Equipment）：自动转换开关电器的一种，专门设计用于中压等级（如 10kV）的电源切换。其核心功能是在主电源（如市电）故障时，自动将负载切换到备用电源（如中压柴油发电机），以保障 数据中心、电厂等关键场所的电力供应连续性。 中压配电柜：用于中压配电系统中，对电能进行接受、分配和控制的成套电气设备，通常应用于电压等级为 3kV 至 35kV（10kV 为主）的电力系统中。 备最顶端或最末端的机柜。每一列机柜的第一个柜子负 责这一列柜子的所有供电，由列头柜把电力分配到每一列机柜的 PDU 插板上。 柴油发电机组：主要由柴油机、发电机、控制系统三大部分组成。 在数据中心主要的作用是在市电故障或市电停电的 情况下迅速启动并带动发电机组，保证向通信设备供给安全可靠、质量保证、电压和频率满足通信设备要求的电力。 名词释义 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 智算中心供配电系统的变革，其本质反映的是从“保障供电安全”到“极致能效与碳中和”的目标升级，具体可划分为以下 4 个阶段： 阶段 1：传统交流供电阶段（2010 年以前），该阶段以交流（AC）供电为主，采用“市电 + 柴油发电机 + 工频 UPS”的集 中式架构，主要应用于早期数据中心和中小型智算中心。 阶段 2：高效模块化阶段（2010-2018 年），该阶段引入模块化 UPS 和高压直流（HVDC）试点，配电系统向分布式、预

满足特定且高强度的需求。 以下案例展示了该工具如何识别低效率、减少能量损耗并优化负荷分配，以提高整体性能。 | 案例研究1: 减少制造工厂的能量损耗 背景: 一家制造工厂的内部电网由柴油发电机和现场光伏电站供电。 工厂发现能源成本上升且配电系统能量损耗高的问题。 | 案例研究2: 预防工业园区的过载 背景: 一个由多家企业共享的工业园区电网由热电厂供电。 引入新的高耗能机器设备后，由于过载导致频繁故障。 损坏。 14 2 电网运行中断 电压骤降: 短路电流导致受影响区域的电压快速显著下降，可能导致服务中断。 电网不稳定: 多源电网（包括智能电网）尤其脆弱，电流波动可能干扰发电机和控制系统。 3 对用户安全的威胁 火灾风险: 过高的电流产生热量，增加电气系统的火灾风险。 人身风险: 在直接或间接接触时，短路电流可能导致严重伤害或死亡。 | 主要短路类型: 专业软件在短路电流计算中的作用 1 复杂场景的精确仿真 新一代软件基于对称分量法，使用先进算法模拟各种规模网络（包括多源网络）的 短路电流。它们考虑到： • 特定网络配置（相位、节点、线路） • 发电机类型（电流源和电压源） • 设备特性（阻抗、电抗） 2 短路场景分析 这些工具可以模拟不同类型的短路（单相、两相、三相）并评估其对网络的影响。 示例: 计算电压和电流变化，识别风险设备并提出抑制损坏的解决方案。

早期以孤岛供电（如偏远农村、边防哨所）为主，规模仅几十至几百千瓦，系统架构为简 单的“光储柴”，调度逻辑单一。 虚拟同步机（VSG）技术成熟，构网型储能变流器（PCS）开始规模应用，具备与同 步发电机相当的电网支撑能力；模型预测控制（MPC）引入调度，实现多目标协同； IEC61850 协议应用到微电网场景，解决异构设备互操作性问题。 上千台 PCS 作为电压源同步并机构网技术成熟，可支撑百 这些挑战是实现高比例可再生能源电力系统的关键。 为应对高比例新能源接入带来的电网稳定性挑战，华为构网型储能系统采用虚拟同步机（VSG, Virtual Synchronous Generator）技术，模拟同步发电机的运行特性，通过电力电子变流器实现毫秒级功 率调节，保障微电网的电压和频率稳定。华为智能组串式 PCS 开关频率高，控制带宽高，能够更好的抑制环流。 主动快速一次调频技术 在微电网运行中，负荷 电压波动同样威胁微电网安全运行。华为构网型储能基于励磁器模型，通过动态调节内电势和无功功率 输出，在系统电压骤变时 5ms 内完成调整，有效抑制电压偏差，提升电网电压稳定性。 该技术通过模拟同步发电机的惯量、阻尼和调频调压特性，使储能系统在离网运行时能够作为稳定的电 压源，独立支撑微电网的电压和频率，确保系统在无主网依赖的情况下稳定供电，有效提升离网电力系 统的自主性与可靠性。 挑战 解决方案

荣； 《大容量风光储联合发电关键技术研究及示范应用》荣获中国电力行业科技进步一等奖。 示范工程取得的成果 国家标准13项（发布） ➢ 风电场接入电力系统技术规定 ➢ 风力发电机组功率特性试验 ➢ 风力发电机组电能质量测量和评估方法 ➢ 光伏发电站接入电力系统技术规定 ➢ 光伏发电系统接入配电网技术规定 ➢ 光伏发电站无功补偿技术规范、 ➢ 光伏发电系统接入配电网检测规程 ➢ 光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求 风机虚拟同步机在变流器控制上引入同步发 电机转子运动与机电暂态方程，通过控制转 子动能的存储和释放来提供有功支撑，抑制 频率的突变 光伏虚拟同步机将同步发电机数学模型移植 到DC/DC控制算法中，通过电池储能单元有 功功率的存储或释放，抑制系统频率突变和 阻尼功率振荡 电站式虚拟同步发电机采用电压源型控制 方案，快速响应并网点频率和电压变化， 提供场站级惯量/阻尼和调压调频能力 DC AC DC DC + 新能源电站在失去外部电网供电的情况下，储能可作为电压源向其他发电单元送电，最终实现新能 源电站自启动。 黑启动 20 储能在规模化新能源并网中的应用 ➢ 电站式虚拟同步机通过模拟常规同步发电机的机电暂态特性，能够快速、主动参与电网的有功调频 、无功调压，并提供虚拟惯量，提升系统抗扰动能力； ➢ 电站式虚拟同步机同时兼具传统储能系统调峰填谷功能，为有效改善新能源机组并网友好型和稳定 性提供了坚强支撑。