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韩华
分布式光伏前景:智慧能源遇见未来!多能互补及成本分析
发表于:2018-07-31 15:09:39
来源:中国新能源网、光伏领跑者创新论坛

01微电网概述

(1)微电网的定义

微电网(Micro-Grid)是由分布式电源、负荷储能变配电和控制系统构成的小型电力系统。

微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治电力系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤网运行。

微电网是相对传统大电网的一个概念,发展微电网能够充分促进分布式可再生能源的大规模接入。微电网与大电网是相辅相成的,尤其在大电网没有覆盖的地区可以发挥更大的作用,以弥补大电网的不足。

(2)微电网的划分

按照运行方式划分:并网型、孤网型(独立型)

按照电网类型划分:交流微电网、直流微电网、混合型

按照电压等级划分:低压(400V-1kV)、中压(1-35kV)、高压(35kV以上)

按照规模划分:小型(电网容量〈500kVA)、中型(500kVA<=电网容量〈6MVA)、大型(电网容量〉6MVA)

(3)微电网的应用

02独立型微电网

独立型微电网:不依赖于外部电网,可以通过分布式电源、储能系统独立、稳定、长期地给负荷供电。可分为直流型、交流型、交直流混合型三种。

为什么要发展独立型微电网系统?

在现阶段,在大电网覆盖的经济发达地区,微电网的供电成本远高于大电网,缺乏经济性。

尤其是并网型微电网,易被大电网替代,缺乏竞争力。

但在大电网没有覆盖的地方,例如岛屿、偏远地区、城市周边、旅游景点等,微电网反而具有优势,因此迫切需要发展独立型微电网。

2.1、分布式电源

独立型微电网相关的分布式电源:光伏发电、风力发电、燃气发电(天然气、沼气)、生物质发电、海洋能发电、小水电、柴油发电

优点:可利用丰富的清洁和可再生能源。

缺点:一些可再生能源具有间歇性和随机性。

独立型微电网相关的分布式电源,其中分布式光伏是最有潜力的可再生能源,适应面广,受限制少,技术进步快和成本下降迅速,最有应用前景。

困难:地难找,电难接,补贴慢,用电需求不稳定

对策:可以采用独立型微电网方式,不依赖于电网;寻求适合的用电需求,真正实现自发自用。

2.2、储能系统

(1)独立型微电网相关的储能系统:

化学储能(铅酸电池、铅酸胶休电池、铅碳电池、铅品电池、锂电池:磷酸铁悝、锰酸锂、三元、钛酸悝,液流电池:全钒液流、锌溴,镍氢电池、钠硫电池、锌空、锂空)

物理储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮、相变储能、超级电容器、超导储能、蓄热蓄冷)

储能系统是独立型微电网不可或缺的组成部分,也是造成微电网系统成本高的主要原因。

需要找到大輻降低储能成木的方式方法:1、技术进步;2、商业模式创新(结合电动汽车充放电、退役电池梯级利用)

03一个典型的独立型微电网系统

(1)系统规模、组成部分及造价估算:

分布式光伏发电(100kW)(70万元)(采用单晶硅、多晶硅,组串式逆变器,含施工)

铅碳电池储能(50kW*2H)(8万元)(铅碳电池目前性价比较高)

储能整流、逆变系统(10万元)

负荷(功率小于150kw,日用电量小于400kWH)

配电系统(3万元)

电网控制系统(2万元)

其他费用(5万元)

合计:98万元

按照习惯,以分布式电源功率核算,上述配置典型独立型微电网系统的单位·造价:9.8元/每瓦

(2)可满足的用电负荷:

交流型(日常用电:照明、空调、电机)

直流型(电动汽车充电、LED照明)(如果分布式发电、储能、负荷都直接采用直流方式,则系统的效率更高,成本更低。预计可降低成本]以上,提高效率5%以上)

交直流混合型

目前独立型微电网技术上都己成熟,成本可控,具备推广条件。

04商业化发展前景

独立型微电网推广面临的困难:

成木高(分布式电源、储能)

生命周期短与运营维护难(主要是储能寿命短,微电网控制及能量管理的技术较复杂)

政策支持不足:独立式的可再生能源(风、光等)发电的计量与补贴申请困难。目前国家对于独立型微电网,及涉及的可再生能源发电、储能、变配电及控制系统,尚无明确的计量标准与支持政策。

观念和认识有待提高。

对策:

分布式发电成本下降(趋势是:光伏发电成木〈火电)

储能技术进步,电池寿命延长,成本降低。

多方争取国家认可独立型微电网可再生能源(风、光等)发电的计量(制定标准并推广实施),并及时给与现有政策的各项补贴;在发展前期,也能给予独立型微电网、储能补贴政策。

结合新型的负荷的推广应用机会:电动汽车充电、煤改电供暖、地热泵。

独立型微电网的发展前景展望:

基于分布式光伏+储能的独立型微电网,最有前景;

将首先在特殊应用场合取得突破(电动汽车充电、岛屿供电)

未来用户用电有两种选择;大电网、独立微电网。未来的大电网将是:昂贵的、地域受限、不方便灵活的。未来的独立型微电网将是:便宜的、限制少、方便灵活的。

独立型微电网的推广应用方向:

独立光伏电动汽车充换电站

独立光伏水泵灌溉系统

独立光伏制氢系统

独立风光储村庄供电系统

独立风光柴储岛屿供电系统

独立风电海水淡化系统

中国新能源网、光伏领跑者创新论坛  

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