【史珺博士】智能光伏微电网的特点与构建

发表于：2015-05-11 00:00:00 来源：阳光工匠光伏网作者：史珺博士

智能光伏微电网的特点主要有以下四点：

1）多种新能源的结合

由于光伏发电仅能够在白天天气较好的情况下进行供电，即便与主干网相连，当光伏发电的容量增大，在某一地的局部对当地电网有可能形成较大的冲击。因此，在一个微电网的范围内采取多种形式的新能源相结合，是缓和光伏发电的波动性、稳定电力的必要手段。

能够作为微电网的电源的其它可再生能源有如下几种：

微型风力发电。主要是微风风力发电，在风力条件能够满足发电的条件下，可以作为光伏发电的补充。微风电站适合风力条件满足的村镇和高层建筑。

小型水力电站。指在有条件的村镇附近，可采用小型水电站或抽水蓄能电站的方式，作为微电网的补充能源。

生物质能电站。可在村镇或者小型城市周边，利用沼气进行发电，作为微电网的补充能源。沼气发电可与垃圾处理、有机肥的生产相结合。

微型燃气轮机。微型燃气轮机采用天然气发电，适用于城市社区和农村。

各种形式的新能源综合使用，可以大大减少光伏发电的波动性，尤其是在光伏发电量下降的时候对光伏发电进行补充，同时，也能够因地制宜，充分利用微电网所在地区的各种可再生能源和资源。

2）储能技术

无论是采用何种新能源，都不能完全保证微电网的供电绝对稳定。另外，在电源事故或电网故障的情况下，为了保证用电负荷的安全，储能系统作为备用电源也是必不可少的。

目前，储能技术较为成熟的是铅酸蓄电池，但有寿命短和铅污染的问题。能够适用于智能光伏微电网的新型储能系统有如下几种：

钒流体电池。该技术采用钒化合物作电解质，通过钒的不同电价的转换进行充放电。优点是容量大、电流密度大、供电稳定、充放电次数多（使用寿命长）、充放电效率高；缺点是，且目前成本较高，产业化不够成熟，市场规模受钒资源限制。

飞轮储能。优点是充放电次数多、电流密度大、供电稳定、无化学反应；缺点是自放电较严重。

超级电容。优点是电流密度大、充放电次数多、寿命长、无化学反应；缺点是自放电严重，单次储能时间较短，产业化程度不够。

以上各种新型储能技术目前均存在成本较高的情况。但随着产业化程度的不断成熟，相信产品的质量、性能、稳定性均将有大幅提高，成本也可以大幅度下降。

微电网的储能系统要满足以下三种情况的要求：1）在电源或电网事故情况下，储能系统能够迅速替代电源，为微电网内部的负荷供电；这种情况，储能系统相当于紧急备用电源的角色，要求电流密度大；2）在微网内大型负荷启动时，由于电流往往数倍于运行电流，因此，可能正常电源的容量不足以满足负荷的启动要求，需要储能系统提供瞬时大电流；3）在光伏以及其它电网发电不足时，起到为微网内负荷供电的功能。

目前，上述各种储能技术难以同时满足以上三个要求，可考虑各种不同储能方式的结合，例如，钒流体电池与飞轮或超级电容结合使用，即可避开各自的缺点，而满足微电网的储能需求。