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郑德化:稳定控制是智能微网的关键

—──访北京天诚同创电气有限公司总工程师 郑德化



2016-08-26 10:44:13 中国电力报   作者: 白明琴  

智能家具自动调节冷热、能源大厦自动控制负荷……当微电网遇上智能化,电网建设的一个“新风口”──智能微电网迅速“窜红”。当前,智能微电网有哪些新内涵?关键技术是什么?企业该以何种姿势正确拥抱?近日,本报记者采访了已建成两个赢利式智能微电网项目、参与制定了两项世界电工委员会IEC微电网系统标准的金风科技北京天诚同创电气有限公司总工程师郑德化。

中国电力报:智能微电网的“智能”主要体现在哪些方面?

郑德化:智能微电网是以电力电子技术为核心的小型发配电系统,是将可再生能源发电技术、能源管理系统和输配电基础设施高度集成的新型电网,是智能电网的发展趋势之一。

与传统的小水电等分布式发电网不同,智能微电网在控制技术、控制理论、控制思想方面实现了突破性的创新。它本身可以看作是小型的电力系统,具备完整的发、输、配电功能,可实现用户侧可再生能源的安全消纳。同时,它也是一个典型的分布式发电功能系统,可以通过能源之间的调度,提高终端能源利用率。这些都是传统小水电式等简单的发用电微网系统所不具备的。

一般来说,当前的微电网都是以电力电子为硬件技术建设起来的,都是智能型的微电网。所谓的“智能”,一是发电侧“智能”,微电网要与大电网“友好相处”并支撑大电网,就需要以信息通信、能源调度等层面的智能功能作保障;二是用电侧“智能”,即帮助用户在不同时段实现科学用电,比如无人值守地控制智能充电桩的充电、放电等。

智能微电网除了要更稳定、更安全之外,还要为用户提供更多信息,比如告知用户何时该使用、并能保证用户使用绿色能源。“绿色用电”价格便宜不说,还能获得政府奖励,受到用户欢迎理所当然。目前,我们正在进行的智能负荷控制研究,正是为了解决智能用电的问题。

值得注意的是,对智能微电网概念的认识需要不断突破。例如,当前兴起的智慧楼宇本身也是智能微电网,它能实现智能家居的全自动化,同时监控冷热电器,在不影响用户日常生活的前提下,帮助用户实现最舒适、最经济的用电。

总之,相比于传统微电网,智能微电网追求的是发电侧、用户侧的有机结合,达到最佳的优化运行、控制效果。

中国电力报:智能微电网的关键技术、设备是什么?

郑德化:能源互联网的核心是平台技术,具体到智能微电网来说,最关键的是稳定控制技术。

众所周知,分布式电源是以不稳定的、间歇性的风光资源为主的,若不能实现稳定控制,接入大电网后就会干扰大电网。要想实现稳定控制,微电网就需要配备储能系统。可以说,智能微电网的“智能”功能,主要是通过对储能系统的稳定控制来实现的。但是,储能系统种类复杂,实现其稳定控制并非易事。

当前,对于不同种类的储能设备如何控制、何时控制,仍是一项世界级难题。

为了实现稳定控制,我们研发出了暂态稳控系统、动态稳控系统、负荷侧监测控制系统、孤岛控制系统四套核心产品。其中,暂态、动态稳控采用的是同一套系统,但两者的控制策略完全不同。因为控制策略要根据不同用户、不同需求的情况而不断变化。目前,仍有很多具体情况、具体场景的控制策略还在不断摸索中。

智能微电网的硬件设备主要是控制系统柜。目前,国内的控制系统柜有很多,但能达到世界级标准的还比较少。我们已经主导制定了《微电网规划与设计导则》、《微电网运行与控制技术规范》两项世界电工委员会IEC微电网系统标准。在标准修订过程中,通过不断进行技术验证与改进,控制系统柜的电流、电压稳定等性能指标甚至超过了世界微电网标准等级。

中国电力报:我国智能微电网发展前景如何?贵公司主要的智能微电网建设实践有哪些,未来规划是怎样的?

郑德化:我国智能微电网市场有待进一步挖掘,其面临的问题有两个方面。一是国家政策不明朗。这一方面可借鉴欧美国家成熟的发展经验和商业模式,例如在加拿大某些地区,企业投资微电网项目,政府会免费供给储能资金和设备。二是储能系统价格偏高。近几年来,储能技术虽实现了飞跃,但并未出现颠覆性的技术革命,储能系统的价格仍然相对较高。

目前,我们已经建成了两个能为公司带来经济效益的智能微电网,其中之一是为中车集团在江苏大丰建设的微电网项目。这是我国第一个商业化的智能微电网示范性产品,项目建设未享受国家补贴,现在已经实现了赢利。另一个是在宁夏嘉泽建设的智能微电网项目,该项目运用了我们自主研发的智能微网暂态稳控保护装置,实现了微电网的智能化、远程无人值守控制。

另外,我们正在北京新建一座能源大厦。能源大厦将以大数据中心为核心,并尝试与其所在园区现有的微电网结合起来,做成园区能源互联网。目前我们设想的是完成居民饮食起居、娱乐等所需的大部分负荷,并对各种负荷进行分类,然后实现能源优化控制。这将是一项骄人的业绩。

我们将微燃机引入到兆瓦级微电网,并将微燃机与柴油机联合组成超过1兆瓦的主支撑电源,实现对大电网的友好互动。这在国内是首创。

通过微燃机天然气冷热电三联供、分布式可再生能源和智能电网等方式,能够实现多能互补和协同供应,为园区提供高效、智能的能源供应和相关的增值服务,同时实施能源需求侧管理,推动能源就近消纳,提高能源综合利用效率。

我们还在研制微燃机并网、离网多模式的运行控制策略。有关该研究,世界范围内的成功案例还非常少。该研究一旦取得进展,将是微电网控制技术方面的重大突破。




责任编辑: 张磊

标签: 智能微网

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