新能源微電網(wǎng)是基于局部配電網(wǎng)建設(shè)的,風(fēng)、光、天然氣等各類分布式能源多能互補,具備較高的新能源電力接入比例,可通過能量存儲和優(yōu)化配置實現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷基本平衡,也可根據(jù)需要與公共電網(wǎng)靈活互動且相對獨立運行的智慧能源綜合利用局域網(wǎng)。
現(xiàn)階段新能源微電網(wǎng)技術(shù)的狀況
高滲透下的微電網(wǎng)與外部配電網(wǎng)相互作用機理的研究,大量新能源發(fā)電以微電網(wǎng)的形式接入到配電系統(tǒng)中,相互作用的機理十分復(fù)雜,對原有配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性構(gòu)成了一定的挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)在這一方面還是以理論研究為主,實踐方面還有諸多不足。不過在實踐過程中,也有人提出,如果保證端口標(biāo)準(zhǔn)滿足,至于微電網(wǎng)內(nèi)部如何,不應(yīng)當(dāng)過多限制,目前的情況是電網(wǎng)對于接入其中的微電網(wǎng)的內(nèi)容電源依然有相當(dāng)?shù)囊?,從這一點也可以看出來,我們的配電網(wǎng)沒有想象的那么“堅強”。
其次就是儲能在新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用,儲能環(huán)節(jié)本身就是一個很大的課題,目前,儲能裝置由常規(guī)的鉛酸蓄電池儲能發(fā)展到全釩液儲能、鋰電池儲能等,但蓄電池儲能目前在微電網(wǎng)系統(tǒng)中還是主流。儲能環(huán)節(jié)最大的技術(shù)難題來源于不同的儲能系統(tǒng)對于微電網(wǎng)外部的擾動所變現(xiàn)的響應(yīng)特性不一樣。國內(nèi)已經(jīng)有廠商針對儲能技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)了能量管理方面的軟件、硬件產(chǎn)品,如EMS管理系統(tǒng)、儲能蓄電池在線監(jiān)測裝置等。
再者就是含有新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)的配電系統(tǒng)的保護以及微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方面研究。原因在于新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)接入到配電網(wǎng)系統(tǒng)后,改變了原有的能流單向流動的輸電方式,能流的雙向流動改變了配電系統(tǒng)的故障特征,在故障后電氣量的復(fù)雜程度上以及檢測方法上都與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)有非常大的差異。這些差異對于新能源微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制提出了新的要求,對于故障定位或者切除故障,確保主網(wǎng)安全運行也是新的技術(shù)難題。國內(nèi)廠商在這一領(lǐng)域已經(jīng)開發(fā)出了能流雙向流動控制器方面的設(shè)備,不過一些工程實踐上看,還需要進一步升級。
其他的有關(guān)新能源微電網(wǎng)技術(shù)方面的,比如微電網(wǎng)電能質(zhì)量問題、系統(tǒng)仿真分析、微電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃等,都存在著技術(shù)方面的不足。事實上,新能源微電網(wǎng),如同傳統(tǒng)電力系統(tǒng)一樣,站在未來的角度看,實際上是一個龐大的系統(tǒng),因此,就技術(shù)方面而言,呈現(xiàn)出的是已經(jīng)解決的、正在解決的和尚未解決的技術(shù)難題。
新能源微電網(wǎng)示范項目的兩種模式示范的意義何在?
在《意見》中明確提出了新能源微電網(wǎng)的兩種模式,一種是聯(lián)網(wǎng)型新能源微電網(wǎng),一種是獨立型新能源微電網(wǎng),常規(guī)意義下的微電網(wǎng)一般是指聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng),聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)分為并網(wǎng)和獨立運行兩種模式,聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)在并網(wǎng)時實現(xiàn)的是能流的雙向流動,而在獨立運行模式下,可以向網(wǎng)內(nèi)重要負(fù)荷供電,因此提高了重要負(fù)荷的供電可靠性?!兑庖姟分刑岢隽耍?lián)網(wǎng)型新能源微電網(wǎng)優(yōu)先選擇在分布式可再生能源滲透率較高或具備多能互補條件的地區(qū)建設(shè)。
建設(shè)過程應(yīng)當(dāng)注意的是當(dāng)?shù)匾延械墓╇娰Y源以及電能消納水平,最好的方式就是能夠就地消納,利用率最高;其次就是要考慮重要負(fù)荷,優(yōu)先保證重要負(fù)荷的供電安全、可靠;再者就是在微電網(wǎng)規(guī)劃用地、對周圍環(huán)境的影響上著眼于將來,避免新能源微電網(wǎng)建設(shè)帶來二次破壞;還有就是要考慮到目前新能源微電網(wǎng)的經(jīng)濟性與常規(guī)電網(wǎng)相比的現(xiàn)實劣勢問題,比如可以嘗試以新能源微電網(wǎng)向工業(yè)用電企業(yè)供電著手,解決電價劣勢問題等。
獨立型新能源微電網(wǎng)實際上新能源微電網(wǎng)的一種特例,一種特殊形式,主要就是利用自身的新能源類型的分布式電源滿足自身負(fù)荷的供電需求,而弱聯(lián)型新能源微電網(wǎng)主要目標(biāo)和獨立性新能源微電網(wǎng)有著一致性。目前,針對我國一些電網(wǎng)未覆蓋的偏遠地區(qū)、海島,以及僅靠小水電供電地區(qū),甚至是無電地區(qū)或者電力供應(yīng)不足的村,電力供應(yīng)覆蓋能力不足多年得不到解決的事實,在當(dāng)前依靠獨立型(或弱聯(lián)型)新能源微電網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)最經(jīng)濟的電力供應(yīng),應(yīng)當(dāng)說,是解決無電、缺電地區(qū)的供電的有效方式之一。
為什么說新能源微電網(wǎng)是未來的趨勢
在《關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導(dǎo)意見》中提到新能源微電網(wǎng)代表了未來能源發(fā)展趨勢,對推進節(jié)能減排和實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在《意見》中也提到了優(yōu)先發(fā)展新能源微電網(wǎng),這對于一些以太陽能、風(fēng)能、海洋能、潮汐能、生物質(zhì)能等戰(zhàn)略行的新興產(chǎn)業(yè)而言,是利好的,新一輪的投資驅(qū)動值得期待。業(yè)界人士曾就未來能源趨勢問題有過爭論,有人提出要發(fā)展核能,關(guān)于這一點的技術(shù)爭論暫且不提,單就目前的新能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及其發(fā)展現(xiàn)狀可知,這里所說的未來能源趨勢問題,其中一部分原因是為了引領(lǐng)新能源的發(fā)展,應(yīng)該從這種引領(lǐng)作用對于我國新能源行業(yè)健康發(fā)展方面作為著眼點,從另一個建立市場公平競爭機制的角度而言,應(yīng)當(dāng)說哪些能源發(fā)展能夠惠及大眾、利在大眾,也就代表了引領(lǐng)意義下的發(fā)展趨勢。
其次,究竟如何看待新能源微電網(wǎng)對于實現(xiàn)能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到怎樣的促進作用,我個人覺得首先要從我國的能源現(xiàn)狀為出發(fā)點進行分析。我國目前化石能源資源仍以煤炭為主,石油、天然氣等資源相對來說比較匱乏,根據(jù)權(quán)威資料顯示,化石能源剩余探明可采儲能總計約896億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中煤炭占91.2%、石油占3.9%、天然氣占4.9%,儲采比大概是31年、12年和28年(數(shù)據(jù)來源于《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》,劉振亞著)。能源匱乏與能源危機意識實際上就是新能源微電網(wǎng)得以成為未來能源發(fā)展趨勢的內(nèi)在推動力,中國如果不發(fā)展新能源,未來將面臨能源危機。
新能源微電網(wǎng)主要供電電源屬于清潔能源,發(fā)展清潔能源實際上就是走低碳綠色發(fā)展之路,發(fā)展新能源微電網(wǎng)實際上就是為了從根本上尋求解決我國傳統(tǒng)能源供應(yīng)中面臨的資源匱乏和環(huán)境問題的道路?!峨姼摹反_立了“管住中間、放開兩端”的政策導(dǎo)向之后,以光伏、風(fēng)力發(fā)電為主的新能源微電網(wǎng)的機遇明顯增加了,但是從電力供應(yīng)模式上,能源行業(yè)一直處于迷茫期?!兑庖姟钒l(fā)布后,意味著涵蓋了光伏、風(fēng)力、天然氣等多種能源類型的微電網(wǎng)接入到配電網(wǎng)系統(tǒng)成為了可能,而且《意見》中對新能源微電網(wǎng)的特點也提出明確的要求就是要有“較高新能源電力接入比例”,這一導(dǎo)向的新能源微電網(wǎng)的發(fā)展政策對于目前出現(xiàn)的“棄光”、“棄電”現(xiàn)象會有所緩解。
【圖說】新能源微電網(wǎng)是什么
(來源:新能在線)
新能源微電網(wǎng)有什么技術(shù)條件
1、與公共配電網(wǎng)具有單一并網(wǎng)點,應(yīng)能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和孤島2種運行模式,根據(jù)所在地區(qū)資源特點、負(fù)荷特性以及電網(wǎng)需求和架構(gòu),可以具備上節(jié)聯(lián)網(wǎng)微電網(wǎng)的一種或多種功能。
2、微電網(wǎng)接入110kV公共配電網(wǎng),并網(wǎng)點的交換功率應(yīng)≤40MW,微電網(wǎng)接入35kV公共配電網(wǎng),并網(wǎng)點的交換功率應(yīng)≤20MW,微電網(wǎng)接入10kV公共配電網(wǎng),并網(wǎng)點的交換功率應(yīng)≤6MW,微電網(wǎng)接入400V公共配電網(wǎng),并網(wǎng)點的交換功率應(yīng)≤500kW;
3、儲能裝置的有效容量由所希望實現(xiàn)的功能、負(fù)荷的日分布特性、孤島運行時間以及電網(wǎng)調(diào)峰需求決定,應(yīng)根據(jù)實際情況設(shè)計;
4、在具備天然氣資源的條件下,可應(yīng)用天然氣分布式能源系統(tǒng),作為微電網(wǎng)快速調(diào)節(jié)電源,為消納高比例、大規(guī)模可再生能源發(fā)電提供快速調(diào)節(jié)能力;
5、具有從發(fā)電到用電的智能能量管理系統(tǒng),具有用戶用能信息采集功能和遠程通信接口;
6、微電網(wǎng)與公共配電網(wǎng)并網(wǎng),應(yīng)符合分布式發(fā)電接入電力系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)規(guī)定;微電網(wǎng)供電范圍內(nèi)的供電安全和電能質(zhì)量亦應(yīng)符合相關(guān)電力標(biāo)準(zhǔn)。
總體設(shè)計方案是什么
1電源與電網(wǎng)建設(shè)分析。根據(jù)項目所在地各種能源特性與負(fù)荷特性,按照微電網(wǎng)項目目標(biāo)與原則統(tǒng)籌分析相應(yīng)各種電源的容量及其配比,分析各類電源各時間斷面的出力特性,進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較,提出微電網(wǎng)電源構(gòu)成與電網(wǎng)建設(shè)需求。
2儲能系統(tǒng)(如有)。根據(jù)項目目標(biāo)與原則,提出本工程儲能系統(tǒng)配置原則、配置容量。
3系統(tǒng)出力特性和電力電量平衡。根據(jù)系統(tǒng)配置方案和負(fù)荷特性及規(guī)劃期內(nèi)裝機安排,充分考慮“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)方案的可行性和優(yōu)勢,統(tǒng)籌進行工程電力、電量平衡計算。明確微電網(wǎng)系統(tǒng)出力特性,微電網(wǎng)與公共電網(wǎng)(如為聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng))之間的電力流向及互相交換的電力電量。
4系統(tǒng)接入方案。提出本項目變電設(shè)備(包括交流變壓器與電力電子變電設(shè)施)的布點和規(guī)模,確定各類電源接入系統(tǒng)的方案,提出微電網(wǎng)電源接入系統(tǒng)方案、與外部主電網(wǎng)的連接方案。
責(zé)任編輯: 李穎