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    【電力百科】微電網到底是什么?

    發布日期:2020-01-12 19:15:41 作者: 點擊:



    低壓無功補償控制器

    電網(Micro-Grid)也譯為微網,是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監控和保護裝置等組成的小型發配電系統。微電網是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統,既可以與外部電網并網運行,也可以孤立運行。

    微電網的提出旨在實現分布式電源的靈活、高效應用,解決數量龐大、形式多樣的分布式電源并網問題。微電網是相對傳統大電網的一個概念,是指多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成的網絡,并通過靜態開關關聯至常規電網。開發和延伸微電網能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規模接入,實現對負荷多種能源形式的高可靠供給,是實現主動式配電網的一種有效方式,使傳統電網向智能電網過渡。


    微電網的技術應用

    微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型配電系統。微電網中的電源多為容量較小的分布式電源,即含有電力電子接口的小型機組,包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏電池、小型風力發電機組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置。它們接在用戶側,具有成本低、電壓低以及污染小等特點。

    由于環境保護和能源枯竭的雙重壓力,迫使我們大力發展清潔的可再生能源。高效分布式能源工業(熱電聯供)的發展潛力和利益空間巨大。提高供電可靠性和供電質量的要求以及遠距離輸電帶來的種種約束都在推動著在靠近負荷中心設立相應電源。

    通過微電網控制器可以實現對整個電網的集中控制,不需要分布式的就地控制器,而僅采用常規的量測裝置,量測裝置與就地控制器之間采用快速通訊通道。采用分布式電源和負荷的就地控制器實現微電網暫態控制,微電網集中能量管理系統實現穩態安全、經濟運行分析。微電網集中能量管理系統與就地控制器采用弱通訊連接  。

    微電網是一個可以實現自我控制、保護和管理的自治系統,它作為完整的電力系統,依靠自身的控制及管理功能實現功率平衡控制、系統運行優化、故障檢測與保護、電能質量治理等方面的功能。

    智能微電網是規模較小的分散的獨立系統,是能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統,既可以與外部電網運行,也可以孤立運行。它將分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統。


    微電網在中國的發展

    國外對于微電網的研究起步較早,在關鍵技術方面已取得一些突破,并在小規模微電網中得到驗證。其中美國、歐洲、日本及加拿大等建設了一批示范工程,為微電網的發展提供了一些經驗借鑒,成為微電網領域領先國家。國外正在推動微電網向更高電壓等級、更大容量發展。

    國內微電網研究處于起步探索階段,國家電網公司是微電網技術研究的主要機構。2011 年8 月,國網電科院微電網技術體系研究項目通過驗收。該項目首次提出了中國微電網技術體系,涵蓋微電網核心技術框架、電網應對微電網的策略、技術標準和政策等,制定了我國微電網發展線路和技術路線圖,對我國微電網不同發展階段提出了積極的意見和建議。

    河北、天津、河南、浙江、珠海等地已經在進行微電網示范項目的研究及建設。其中,珠海東澳島微電網項目的建成,解決了島上長期以來的缺電現象,最大程度地利用海島上豐富的太陽光和風力資源,最小程度地利用柴油發電,提供綠色電力。隨著整個微電網系統的運行,東澳島可再生能源發電比例從30%上升到70%。

    2015年8月,煙臺長島分布式發電及微電網接入控制工程通過國家發改委驗收,正式竣工投運。這是我國北方第一個島嶼微電網工程,可以在外部大電網瓦解的情況下,實現孤網運行保證對重要用戶的連續供電,極大地提高長島電網的供電能力和供電可靠性。

    微電網行業研究小組分析認為,微電網是大電網的有力補充,是智能電網領域的重要組成部分,在工商業區域、城市片區及偏遠地區有廣泛的應用前景。隨著微電網關鍵技術研發進度加快,預計微電網將進入快速發展期。

    國內對微電網的研究取得一定的進展,但與歐洲、美國及日本等由研究機構、制造商和電力公司組成的龐大研究團隊相比,我國在研究力量和取得成果上仍存在較大差距。


    一、缺乏統一、規范的微電網體系技術標準和規范。

    目前國內尚無統一、規范的微電網體系技術標準和規范,很大程度上影響了微電網技術的研究和示范工程的建設。

    二、電力電子技術在微電網中的應用水平不高。

    微電網技術的發展與先進的電力電子技術、計算機控制技術、通信技術緊密相關。根據微電網的特殊需求,需要研究使用的電力電子技術并研制一些新型的電力電子設備。

    三、微電網的保護控制技術尚不成熟。

    四、投資及運維成本高。

    微電網孤網運行要求配置一定容量的儲能系統,儲能系統建設投資成本較高。儲能系統容量配置越大,效果越好,但成本越高,需要找到一個較好的平衡點,這和微電網的運行要求,峰谷電價政策等都有密切的關系。微電網監控平臺及能量管理系統,投資成本高。在運維成本上,也比一般電網要高。

    國家能源局鼓勵在新能源微電網建設中,按照能源互聯網的理念,采用先進的互聯網及信息技術,實現能源生產和使用的智能化匹配及協同運行,以新業態方式參與電力市場,形成高效清潔的能源利用新載體。根據微電網使用示范項目數量和全球市場容量份額兩種方法估算,中國“十三五”期間微電網增量市場約為200億元-300億元,其中還不包括原有的光伏、配網、電動汽車和儲能需求。

    同時,微電網也是新一輪電力體制改革之后的新業態,是電網配售側向社會主體放開的一種具體方式。在梁志鵬看來,微電網的經營應該是電網企業之外的主體,其實現投資主體多元化要比配電網側更為容易。

    據了解,相對于美國、日本和歐洲來講,我國的微電網研究起步相對較晚,總體而言處于技術、經濟、商業模式的研究示范階段。近期微電網項目建設被正式提升至國家層面,7月21日,國家能源局對外公布了《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》,要求在電網未覆蓋的偏遠地區、海島等,優先選擇新能源微電網方式,探索獨立供電技術和經營管理新模式。


    微電網的發展前景

    歐美日三地都在進行微電網的技術研究,其中日本立足于國內能源日益緊缺、負荷日益增長的現實背景,展開了微電網研究,但其發展目標主要定位于能源供給多樣化、減少污染、滿足用戶的個性電力需求。日本學者還提出了靈活可靠性和智能能量供給系統(FRIENDS)其主要思想是在配電網中加人一些靈活交流輸電系統裝置,利用控制器快速、靈活的控制性能,實現對配電網能源結構的優化,并滿足用戶的多種電能質量需求。日本已將該系統作為其微電網的重要實現形式之一。

    從全球來看,微電網主要處于實驗和示范階段,微電網的技術推廣已經度過幼稚期,市場規模穩步成長。著眼于當下世界范圍的能源和環境困局以及電力安全需求的長期高企,微電網技術應用前景看好。未來5到10年,微電網的市場規模、地區分布和應用場所分布都將會發生顯著變化。

    國內方面,近三年,微電網開始逐漸走到政策前臺,國家能源局也計劃在“十二五”期間建設30個微電網示范工程,各級政府已經出臺了一些支持性政策,自下而上推動力越來越顯著。2012年陸續有一批重大示范工程獲批,預期未來各地會有更多政府或企業主導的項目上馬,微電網在國內的市場將非常廣闊。

     


    本文網址:http://www.ggm-online.com/news/471.html

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