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能源高效利用篇之—微电网

2020-11-23 09:23:24 大同日报

微电网的试点状况

2015年7月,国家能源局发布《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》,鼓励新能源微电网建设,推动形成分布式能源系统创新管理模式和先进技术体系。2017年5月,《关于新能源微电网示范项目名单的通知》发布,首批28个项目获批。2017年7月,《推进并网型微电网建设试行办法》正式发布,促进并规范微电网健康发展。

国内微电网起步相对较晚,但发展迅猛,已经初步建立了关键技术研究体系及一些示范工程,如:河南郑州财专分布式电源接入及微电网控制智能电网试点项目,电压等级为380V,容量规模为光伏350KW,电池储能200KW/200KWh。浙江分布式发电/储能及微电网接入控制试点项目,电压等级为380V,容量规模为光伏60KW、风电10kKW、双馈模拟系统30KW、柴油机250KW、蓄电池储能60KW/60KWH、飞轮储能250KW。河北承德围场县御道口村庄微电网试点项目,电压等级为380V,容量规模为光伏50KW、风电60KW、锂电池储能100KW/128KWH;中新天津生态城分布式电源接入及微电网建设项目,电压等级为380V,容量规模为光伏30KW、风电6KW、锂电池储能15KW/60KWH;陕西世园会微电网试点项目,电压等级为380V,容量规模为光伏50KW、风电12KW、锂电池储能25KW/50KWH。

未来微电网将向综合能源网发展,将电力、燃气、水务、热力、储能等资源捆绑为整体资源,实现电网络、热网络与冷网络三个彼此耦合,统一解决有关能源的有效利用和调峰问题。相较热网络和冷网络,电网络具有易互联、损耗小、传输快等特点,将成为来综合能源网的核心,也给电网发展带来机遇。

微电网行业发展的障碍

目前,微电网的发展面临一个行业痛点,就是没有成熟的通用可拓展解决方案。单一可再生能源并网发电在消纳方面遇到较大障碍,难以支撑目前可再生能源的井喷式发展,需采用多种能源互补和相互转化,提升综合能源效率与供能质量及可靠性,这是未来的发展趋势;集中管理方案不够灵活,往往属于开发定制、不能适应多样性的能源接入、更不利于升级和拓展,运维复杂,智能化程度不高;目前各微网系统方案独立、不便形成合力,缺乏足够开放、灵活,拓展和兼容性足够强大的信息化平台出现,提升运维效率;缺乏统一、组态化、适应性强的能量综合管理算法和策略。

我国的微电网技术处于起步阶段,还不够成熟,涉及的先进的电力电子技术、计算机控制技术、通信技术等在微电网中的应用水平不高,且我国尚无统一、规范的微电网体系技术标准和规范,尤其对微电网接入、规划设计、建设运行和设备制造等环节,都缺乏相应的国家层面的技术标准与管理规范。微电网建设的投资成本较高成为了制约微电网发展的主要因素,微电网控制系统价格不菲,其储能系统投资成本较高,而储能系统仅占到整个微电网控制系统成本的三分之一,加上变配电设置和控制系统,以及后期的运营维护,都导致微电网成本居高不下。

微电网的发展与面临的挑战

随着智能配电网的发展,越来越多的分布式发电/微网,储能,电动汽车,智能终端接入到其中,配电网已转变为集电能的收集、传输、存储与分配等多种功能于一体的新型能源系统,未来配电网需要主动地对这些接入设备进行优化与控制。

风、光等可再生能源所具有的随机性、间歇性要求配电网能够进行快速响应、及时调整,同时电动汽车的大量接入加剧了不同馈线负荷的不均衡;然而常规配电网依靠变压器分接头调整、开关操作等方式,其响应速度难以应对出力的突变,效果有限,在实际应用过程中,还涉及倒闸操作、合环电流冲击、安全性可靠性等问题,配电网缺乏对有功/无功以及电压快速、精准的调控手段,亟需新型的调控装置与技术。

为此2017年国家智能电网技术与装备重点专项,设立了关于智能配电柔性多状态开关技术、装备及示范应用项目。项目共有5个课题,包括智能配电交流电力电子柔性多状态开关装置研究、柔性多状态开关调控技术研究、柔性多状态开关接入模式研究、柔性多状态开关试验测试技术研究、柔性多状态开关系统集成技术研究与示范应用,目前项目正处于在研阶段,目标建成智能配电交流电力电子柔性多状态开关装置以及满足配电网分布式电源消纳、电能质量改善、运行优化与自愈控制技术要求的柔性多状态开关调控技术的示范工程。

我国微电网的发展前景

“十二五”期间,智能电网的重点任务是发展大规模间歇式新能源并网技术,突破大规模间歇式新能源电源并网与储能、智能配用电、大电网智能调度与控制、智能装备等智能电网核心关键技术。微电网是智能电网的有机组成部分,随着国家加大对智能电网的投资力度,微电网也面临良好的发展机遇。未来随着微电网技术不断成熟、可再生能源成本下降、储能产业发展以及未来化石能源价格的持续上涨,微电网将得到爆发式增长。

微电网在全球能源转型中作用渐显。任何国家,稳定的电力供应都是经济发展和人们日常生活的最基本保障。虽然暂时性的停电对家庭生活只会带来些许不便,但对于医院和军事基地等关键设施而言,断电很可能会造成重要服务或军事任务的中断,继而危及人类生命安全。为本地需求提供电力的小型网络——微电网,是规避这一风险的有效途径之一。目前在全球有数以百计的微电网正在运行,并且它们的数量仍在增长。在包括并网型和独立型系统的各种微电网配置实践中,我们可以有机会洞察微电网整合高比例波动的可再生能源的能力。近年来,太阳能和风能发电成本大幅下降,这意味着太阳能和风能发电已经具备了与传统化石燃料发电技术相当的成本竞争力。这使得微电网能够在完成稳定电力供应这一主要任务的同时,以经济可行的方式实现清洁能源目标。




责任编辑: 李颖

标签: 能源高效利用 微电网

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