微電網高速發展 需立足分布式電源現狀

發布日期: 2019-08-17 信息來源: 劉福榮

8月15—16日,國家能源局、國家電網公司對內蒙古自治區呼倫貝爾市陳巴爾虎旗赫爾洪德“分布式發電/儲能及微電網接入控制試點工程”項目進行了聯合驗收審查,這表明我國對微電網的探索又取得了新成果。微電網是智能電網的關鍵技術之一,能為可再生能源多點分散接入配電網提供技術支撐。近兩年,國家電網在草原、海島等邊遠地區發展微電網,成效逐步顯現。南方電網近日也透露,將在三沙建設智能微電網。那么,微電網究竟有什么作用?應如何定位呢?

有利于分散開發利用清潔能源

在草原深處距中俄邊境僅100多公里的呼倫貝爾市赫爾洪德村,分布式電源及微電網接入控制系統實現了新能源自發自用,余量上網;在河北省圍場縣,單個家庭用風能、太陽能等匯集成的小型供電系統,既能獨立運行,保證居民用上穩定的電,又可與外部電網并網運行。如果自家無法發電,系統還可以自動切換到外部電網……實踐證明,應用微電網技術將能有效提升分散開發利用新能源的效率和用戶用電的可靠性。

有統計數據顯示,我國還有256個無電鄉鎮、3817個無電村、93.6萬戶無電戶、387萬無電人口。其中,少數民族占總無電人口的84%,主要分布在新疆、西藏等14個省(自治區)。由于我國國土面積廣闊,一些偏遠地區,如部分海島等難以與大電網相連,一直受到供電難的困擾。微電網技術的發展不僅有助于風電、光伏等新能源的開發利用,也對解決偏遠地區無電人口的用電問題提供了新的解決途徑。

那么,究竟什么是微電網呢?簡單來說,微電網是通過控制系統、儲能系統協調平衡多種分布式電源,平時與大電網并聯,富余電力輸入大電網或儲能系統,發電不足則從大電網購入電力或使用存儲的電力;遇到大電網發生故障時則快速解列,孤網運行,保障主要負荷。當然,在大電網不能覆蓋的偏遠地區或海島組建微電網,其運行方式是孤島運行模式。國內外的研究結果表明,將相對聚集的微型分布式電源(如小型風電、光伏發電、燃氣發電、燃料電池等)與儲能系統等聯合管理,組成微電網,是從技術上保障微型分布式發電的有效利用和用戶可靠供電的有效途徑。

微電網處于探索示范階段

微電網是微型分布式電源發展到一定階段的產物,因此我國微電網的發展應符合我國分布式電源的發展階段和實際用戶需求。

一些專家認為,就我國目前的發展狀況來看,微電網只有在那些大電網鞭長莫及的偏遠地區具有存在價值。根據不久前發布的《可再生能源發展“十二五”規劃》,“十二五”將建設30個新能源微電網示范工程。由此可以看出,我國微電網發展距離產業化還有一段距離。

總的來看,目前微電網還不具備成熟穩定能力。究其原因,微電網中除分布式電源成本居高不下外,微電網控制系統中相應的儲能、電力電子裝置、控制保護設備初始單位投資大。而且,微電網的儲能設備折舊、運行維護等其他費用相對于較小的用電規模而言也很高。如果把按照國家目錄電價從大電網用電比喻成普通老百姓的“一日三餐”,那么通過微電網用電就是“吃鮑魚海鮮”。實際上,在我國由來已久的小水電自供區問題可以作為微電網發展的一個鏡鑒。依靠發電成本較低(通常為0.2-0.3元/千瓦時)的小水電為主要電源的自供區,卻屢屢爆出用戶難以承受的高電價,如2009年媒體曝光的重慶江津“天價電”事件。

同時,微電網技術運行、規劃設計、接入等還沒有明確的國家標準,上網電價等關鍵政策尚不明確。此外,分布式電源不管是直接并網還是以微電網的形式接入大電網,如果沒有標準規范約束而無序接入,將會對電網安全和可靠供電造成不利影響。

面對各界對微電網關注逐漸升溫的態勢,國家電網公司運檢部副主任葛兆軍日前表示:“針對分布式電源的發展,國家電網正在加快制定分布式電網的管理范圍,明確分布式電網的政策,規范管理程序,更好的服務分布式電源發展。”

微電網發展應實事求是

然而目前,微電網這一概念在我國卻有被泛化的傾向。如有的將之等同于小型供電網或配電網;涉及的電壓等級和包含的電源規模也被放大,并網電壓等級大幅升高;微電網技術變成一般大電網技術;功用不是有效管理接在用戶端的微型分布式電源,而是作為規避分布式電源并網政策標準不完善等問題的手段。而國外研究微電網的電壓等級基本是以400伏為主,直接發出來就能用。

“難道在配電網上加裝一些儲能裝置就能稱作微電網嗎?”2004年就在英國參與歐盟微電網項目研究、現任國網能源研究院電網發展綜合研究所所長張義斌說,“當時歐盟微電網項目研究主要是對Townhouse或者某一建筑物這樣一個小區域內,設想采用諸如小型風機、太陽能電池板、微型燃氣輪機等多種微型分布式電源,研究對其進行有效的運營管理。實際上,項目研究結束后,因成本高、對家庭而言技術可維護性差等原因沒有推廣應用。國內與國外不同,住宅以居民樓居多,光伏等易分散開發利用的能源資源空間非常有限。”

據了解,美國是站在提高供電可靠性的角度來研究微電網的;歐洲的目標是解決提高開發利用分布式能源效率和利用方式的問題;日本因島嶼眾多,且能源短缺,強調孤立型微電網,并把所有化石燃料都包含在這個概念。因此,微電網技術的發展應根據具體國情、環境以及當地的政策法規具體對待。

具體到我國,張義斌進一步表示:“如果一個微電網中有一些微型的光伏發電等電源,通過微電網技術的有效管理,可能在一定程度上提高其利用效率。但這并不意味著微電網可以作為解決分布式電源并網的捷徑,更不能成為超越分布式電源并網必須的管理政策和技術標準。”究其原因,一是微電網只涉及一些微型分布式電源,大量的分布式電源由于并網電壓等級高,按照電網調度基本規則與電網運行調度部門建立聯系,接受電網調度,與微電網本質上無關;二是并非所有微型分布式電源并網運行都需要微電網技術。

張義斌指出:“微電網的發展應該堅持實事求是的原則,立足于已有技術基礎和市場需求,切不可脫離我國分布式電源的發展階段和實際用戶需求。更不可為的是,打著微電網之名構建所謂微電網經營企業,實際經營小型配電網業務。”(來源:中國能源報)

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