微电网:分布式光伏上网“利器”
微电网:分布式光伏上网“利器”近【jìn】日,国家863课题"高密度分布【bù】式能源【yuán】接入【rù】交直流【liú】混合微电网【wǎng】关键技术"示范【fàn】工程在浙江【jiāng】上【shàng】虞【yú】投【tóu】入运行。据了解,该示范工程提供了高密度分布【bù】式能【néng】源接入【rù】的新模【mó】式,为光伏、风电等新能源安全【quán】稳【wěn】定【dìng】接入大电网扫清了技【jì】术障碍,在国内首次实现交直流混合微【wēi】电网用户侧【cè】的【de】商业化运营,能满足今后电【diàn】力用【yòng】户多样【yàng】性需求【qiú】。

为了【le】解决能【néng】源【yuán】与环境【jìng】问题,世界各国都一直致力于【yú】推进新能源【yuán】领域的发展,但由【yóu】于新能【néng】源能量密度偏低,进行大功【gōng】率【lǜ】电力【lì】发电时需要适合【hé】的场【chǎng】地,并且电力不稳定,属间歇【xiē】式电【diàn】力源【yuán】,极【jí】易对【duì】大电网造成严【yán】重冲击。而微电网技术的提出,为【wéi】高效利用【yòng】这些新能【néng】源电力提供了重要的技术方向。

"微电网【wǎng】"相对传统"大电【diàn】网"而言【yán】,采【cǎi】用先进的【de】控制技【jì】术以及电力电【diàn】子装【zhuāng】置,把【bǎ】分布式能源和它所供能的负荷以及储能等设备连接【jiē】形成一个微型的完整电网。这种"微型"的电网是从发电、输变电直到终端【duān】用户的完整【zhěng】电力系统,既【jì】可以自身形成【chéng】一个功能齐全【quán】的局域【yù】性【xìng】能源网络,以不干扰输【shū】配电系【xì】统的方式"孤网【wǎng】运行";也可以【yǐ】通过一个【gè】公共连接点与市【shì】政电网并网连接,即【jí】当微电网电【diàn】源功能不足【zú】时【shí】可以通过大电网补充缺额,发【fā】电量大时可【kě】以将多余【yú】电量【liàng】馈送回【huí】大【dà】电网。必要时,两种【zhǒng】模式【shì】间可以【yǐ】进行切换。

微电网全球市场收益或达9.1651亿美元

目前,微电【diàn】网已成为一些国家解【jiě】决电力系【xì】统众多问题的【de】一个【gè】重【chóng】要辅助手段【duàn】。在美国【guó】,并网型微电网满足了美【měi】国最大的【de】居民住宅--纽约联合公寓城(Co-OpCity)的能源需【xū】求,并且在极端天气【qì】的【de】情况【kuàng】下保障系【xì】统的供【gòng】能【néng】安全。该项目的核心设备是西门子公司生产的能够实现冷、热、电三联供(CCHP)的【de】燃气轮【lún】机、蒸【zhēng】汽轮机以及控制系【xì】统。该能【néng】源【yuán】站总【zǒng】装机容【róng】量达到40兆瓦,可以满足全部【bù】6万名居【jū】民24兆瓦【wǎ】的用电【diàn】负荷峰值【zhí】需求,其余16兆瓦容【róng】量发出【chū】的电力被出售给【gěi】大电网。

在英国【guó】,苏格【gé】兰的埃格岛(IsleofEigg)是海岛离【lí】网型微电网成功应用的典范。因地制宜【yí】的微电网充分【fèn】利用了当地的【de】自然资源【yuán】,其中【zhōng】发电系统主要由【yóu】分布式光伏、小型风【fēng】力发【fā】电和水力发电【diàn】设施组成,总装机容量为184千瓦。多余【yú】的可再生电力被储存到【dào】电池阵列中【zhōng】,天气条件不佳的情况下【xià】,电【diàn】池【chí】组【zǔ】可以【yǐ】为全岛提供【gòng】一整天【tiān】的电力。该微电网中【zhōng】还包括两台70千瓦的柴油【yóu】发电机【jī】,以备不【bú】时之需。

在印度,印度理工学【xué】院【yuàn】的研【yán】究人员【yuán】为农村家庭开发了光伏微【wēi】电网【wǎng】,包括一块125瓦的【de】太阳能电池板【bǎn】、1千瓦时的储【chǔ】能电池、控【kòng】制箱和直流家电。不同于普通的交流用【yòng】电【diàn】,这【zhè】套户用微网以直流电【diàn】运行,避免了光伏、电池和家电之间交【jiāo】直【zhí】流【liú】转换【huàn】引起的能量损失。整套【tào】系【xì】统的【de】成【chéng】本比架设【shè】电网的方式更低,供电也更加可靠【kào】。已经接入市政电网的家【jiā】庭也【yě】可以【yǐ】将其作【zuò】为【wéi】优质的备用电源,免除电网频繁断电带来的困【kùn】扰。同时,研【yán】究人员也开发了【le】覆盖多户家【jiā】庭【tíng】的500瓦【wǎ】和7.5千瓦的【de】微电网。目前,这【zhè】套系统已经【jīng】为超过4000户的农【nóng】村家庭提供了电力。

据国际市场研究机构Technavio发布微电网【wǎng】储能市场研【yán】究报告称,2017-2021年,全【quán】球微【wēi】电网【wǎng】储能市场【chǎng】年复【fù】合【hé】增率将达到16.72%,市场【chǎng】收益达到9.1651亿美元。

我国微电网多用于分布式光伏

与国外相比,目前我国的微电网技术主要试用于分布式光伏发电项目中。由于电网为了保障自身运行安全,要求小型光伏电站接【jiē】入电网的总装机容量【liàng】不能【néng】大【dà】于【yú】上【shàng】级变【biàn】压器容【róng】量的9-21%,因此分布式光伏无法大量接入电网,这对于【yú】分布式光伏的发展而言极其不利。对此,从2015年,政府有关部门就不断的【de】发布相关政策,要求在【zài】电网未【wèi】覆【fù】盖【gài】的偏远地区、海【hǎi】岛等【děng】,优先选择新能【néng】源微电【diàn】网方式,探索独立供电技【jì】术和【hé】经营【yíng】管理新模式。

2016年1月,猛狮科技首个智能微【wēi】电网【wǎng】示范项目在江苏镇江并网成功。据了解【jiě】,该【gāi】项目位于江苏省镇江市【shì】高新【xīn】区丁【dīng】卯科技园,利用【yòng】园区停车场【chǎng】车【chē】棚顶部空间建成,配置【zhì】了20kW光伏【fú】系【xì】统、100kWh三元锂电池组、200kWh磷酸铁锂电池组和超级电容,是集光伏发电【diàn】、锂电储【chǔ】能、交流【liú】充电和【hé】大功率【lǜ】直流充【chōng】电【diàn】于一【yī】体【tǐ】的"光、储、充一体化"的高科技项目。

9-21,国家能源局新【xīn】疆监管办公室【shì】向龙源吐鲁番新能源有限公司颁【bān】发电力业务许可【kě】证(供电类),标志着龙源电力【lì】承建的吐鲁番新能源【yuán】城【chéng】市微电网示【shì】范项【xiàng】目成为【wéi】全国首个获得电力【lì】业务【wù】许可证【zhèng】(供电类【lèi】)的微电【diàn】网示范【fàn】项【xiàng】目。该项目在293栋居民楼顶建设【shè】屋顶光伏8.7兆瓦,同期【qī】建设1座【zuò】10千伏开关站及【jí】监控中心、1座1兆瓦【wǎ】储能【néng】装置、1座公【gōng】交【jiāo】充电站、4回10千【qiān】伏环网【wǎng】及27台箱变【biàn】,通过微电网系统向区域内【nèi】5700多户【hù】居民【mín】及机关事业单位、商业用户、地缘【yuán】热泵等用户供【gòng】电【diàn】。

5月,发改委、国家能源局下发《关【guān】于新能源微电网示【shì】范【fàn】项目名单的通知》,28个新能源微电网示范项【xiàng】目获【huò】批。据悉,这【zhè】批项目带来的新【xīn】增光【guāng】伏装【zhuāng】机量【liàng】为【wéi】899MW,新增电储能【néng】装机超过150MW。其中,位【wèi】于山西太原【yuán】西山生态产业区新【xīn】能源【yuán】示范【fàn】园区的微网项目,总投资【zī】高达111.9亿元,将有19个微网组成微网群。

9月,河【hé】北【běi】省发改委明确了首批4个【gè】多【duō】能互补项【xiàng】目和3个新能【néng】源微电网项目的建【jiàn】设【shè】内容。4个多能互补项目和【hé】3个新能源【yuán】微电网示范项目中,共包【bāo】含378.54MW光伏项目和49.6MWh储能项目。

微电网发展仍存在诸多挑战

尽管我国在微电研究【jiū】和实际建设上取【qǔ】得了一些【xiē】成果【guǒ】,但与美国及英国【guó】等【děng】由研究机构、制【zhì】造厂商【shāng】和电力公司组成【chéng】的庞大【dà】研究团【tuán】队相比,仍【réng】存【cún】在较大差距【jù】。浙江【jiāng】省电力科学研【yán】究院【yuàn】专家张【zhāng】雪松【sōng】表示【shì】,微电网在实际【jì】应【yīng】用中还存在诸多挑战【zhàn】,主要有微电网建设、运营模式与【yǔ】目前电力法规【guī】存在一定的冲突,国家相关政【zhèng】策尚不【bú】明晰;微电网中应用的关【guān】键设【shè】备还不够完善,国家层面缺乏统一的【de】技术标准,而且【qiě】运行【háng】技术有待深入研究和验证。此外【wài】,微【wēi】电网建设的投【tóu】资成本较高也成为了制【zhì】约【yuē】微电网发展的【de】主要因素之【zhī】一。

北控清洁能源执行总裁王野也认为,微电网的【de】运行控制充满挑战,尤其是当微电网从单一"光【guāng】伏+储能"转变为多种【zhǒng】能源的【de】互【hù】补时【shí】,即在【zài】整【zhěng】个微网里【lǐ】面除了光伏发电,还【hái】有【yǒu】储【chǔ】能【néng】、风力发电,有的地方【fāng】微【wēi】电上【shàng】还【hái】可以加上燃气发电,或【huò】者加上一个柴油机【jī】发电,并且【qiě】它的电流源【yuán】、电力电子变流【liú】器,同【tóng】步发电机【jī】等各类能源设备不同,且【qiě】电源数量多,单机容量在地理【lǐ】上分【fèn】散,发电功率波动、负【fù】荷变化、储能【néng】等都存在【zài】差异。

来源:光伏产业观察网