8月15—16日,國家能源局、國家電網(wǎng)公司對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市陳巴爾虎旗赫爾洪德“分布式發(fā)電/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)接入控制試點(diǎn)工程”項(xiàng)目進(jìn)行了聯(lián)合驗(yàn)收審查,這表明我國對(duì)微電網(wǎng)的探索又取得了新成果。微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,能為可再生能源多點(diǎn)分散接入配電網(wǎng)提供技術(shù)支撐。近兩年,國家電網(wǎng)在草原、海島等邊遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展微電網(wǎng),成效逐步顯現(xiàn)。南方電網(wǎng)近日也透露,將在三沙建設(shè)智能微電網(wǎng)。那么,微電網(wǎng)究竟有什么作用?應(yīng)如何定位呢?
有利于分散開發(fā)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(wǎng)接入控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了新能源自發(fā)自用,余量上網(wǎng);在河北省圍場縣,單個(gè)家庭用風(fēng)能、太陽能等匯集成的小型供電系統(tǒng),既能獨(dú)立運(yùn)行,保證居民用上穩(wěn)定的電,又可與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。如果自家無法發(fā)電,系統(tǒng)還可以自動(dòng)切換到外部電網(wǎng)……實(shí)踐證明,應(yīng)用微電網(wǎng)技術(shù)將能有效提升分散開發(fā)利用新能源的效率和用戶用電的可靠性。
有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國還有256個(gè)無電鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3817個(gè)無電村、93.6萬戶無電戶、387萬無電人口。其中,少數(shù)民族占總無電人口的84%,主要分布在新疆、西藏等14個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū))。由于我國國土面積廣闊,一些偏遠(yuǎn)地區(qū),如部分海島等難以與大電網(wǎng)相連,一直受到供電難的困擾。微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展不僅有助于風(fēng)電、光伏等新能源的開發(fā)利用,也對(duì)解決偏遠(yuǎn)地區(qū)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(wǎng)呢?簡單來說,微電網(wǎng)是通過控制系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)平衡多種分布式電源,平時(shí)與大電網(wǎng)并聯(lián),富余電力輸入大電網(wǎng)或儲(chǔ)能系統(tǒng),發(fā)電不足則從大電網(wǎng)購入電力或使用存儲(chǔ)的電力;遇到大電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)則快速解列,孤網(wǎng)運(yùn)行,保障主要負(fù)荷。當(dāng)然,在大電網(wǎng)不能覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)或海島組建微電網(wǎng),其運(yùn)行方式是孤島運(yùn)行模式。國內(nèi)外的研究結(jié)果表明,將相對(duì)聚集的微型分布式電源(如小型風(fēng)電、光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電、燃料電池等)與儲(chǔ)能系統(tǒng)等聯(lián)合管理,組成微電網(wǎng),是從技術(shù)上保障微型分布式發(fā)電的有效利用和用戶可靠供電的有效途徑。
微電網(wǎng)處于探索示范階段
微電網(wǎng)是微型分布式電源發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物,因此我國微電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)符合我國分布式電源的發(fā)展階段和實(shí)際用戶需求。
一些專家認(rèn)為,就我國目前的發(fā)展?fàn)顩r來看,微電網(wǎng)只有在那些大電網(wǎng)鞭長莫及的偏遠(yuǎn)地區(qū)具有存在價(jià)值。根據(jù)不久前發(fā)布的《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,“十二五”將建設(shè)30個(gè)新能源微電網(wǎng)示范工程。由此可以看出,我國微電網(wǎng)發(fā)展距離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。
總的來看,目前微電網(wǎng)還不具備成熟穩(wěn)定能力。究其原因,微電網(wǎng)中除分布式電源成本居高不下外,微電網(wǎng)控制系統(tǒng)中相應(yīng)的儲(chǔ)能、電力電子裝置、控制保護(hù)設(shè)備初始單位投資大。而且,微電網(wǎng)的儲(chǔ)能設(shè)備折舊、運(yùn)行維護(hù)等其他費(fèi)用相對(duì)于較小的用電規(guī)模而言也很高。如果把按照國家目錄電價(jià)從大電網(wǎng)用電比喻成普通老百姓的“一日三餐”,那么通過微電網(wǎng)用電就是“吃鮑魚海鮮”。實(shí)際上,在我國由來已久的小水電自供區(qū)問題可以作為微電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)鏡鑒。依靠發(fā)電成本較低(通常為0.2-0.3元/千瓦時(shí))的小水電為主要電源的自供區(qū),卻屢屢爆出用戶難以承受的高電價(jià),如2009年媒體曝光的重慶江津“天價(jià)電”事件。
同時(shí),微電網(wǎng)技術(shù)運(yùn)行、規(guī)劃設(shè)計(jì)、接入等還沒有明確的國家標(biāo)準(zhǔn),上網(wǎng)電價(jià)等關(guān)鍵政策尚不明確。此外,分布式電源不管是直接并網(wǎng)還是以微電網(wǎng)的形式接入大電網(wǎng),如果沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范約束而無序接入,將會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全和可靠供電造成不利影響。
面對(duì)各界對(duì)微電網(wǎng)關(guān)注逐漸升溫的態(tài)勢(shì),國家電網(wǎng)運(yùn)檢部副主任葛兆軍日前表示:“針對(duì)分布式電源的發(fā)展,國家電網(wǎng)正在加快制定分布式電網(wǎng)的管理范圍,明確分布式電網(wǎng)的政策,規(guī)范管理程序,更好的服務(wù)分布式電源發(fā)展。”
微電網(wǎng)發(fā)展應(yīng)實(shí)事求是
然而目前,微電網(wǎng)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(wǎng)或配電網(wǎng);涉及的電壓等級(jí)和包含的電源規(guī)模也被放大,并網(wǎng)電壓等級(jí)大幅升高;微電網(wǎng)技術(shù)變成一般大電網(wǎng)技術(shù);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(guī)避分布式電源并網(wǎng)政策標(biāo)準(zhǔn)不完善等問題的手段。而國外研究微電網(wǎng)的電壓等級(jí)基本是以400伏為主,直接發(fā)出來就能用。
“難道在配電網(wǎng)上加裝一些儲(chǔ)能裝置就能稱作微電網(wǎng)嗎?”2004年就在英國參與歐盟微電網(wǎng)項(xiàng)目研究、現(xiàn)任國網(wǎng)能源研究院電網(wǎng)發(fā)展綜合研究所所長張義斌說,“當(dāng)時(shí)歐盟微電網(wǎng)項(xiàng)目研究主要是對(duì)Townhouse或者某一建筑物這樣一個(gè)小區(qū)域內(nèi),設(shè)想采用諸如小型風(fēng)機(jī)、太陽能電池板、微型燃?xì)廨啓C(jī)等多種微型分布式電源,研究對(duì)其進(jìn)行有效的運(yùn)營管理。實(shí)際上,項(xiàng)目研究結(jié)束后,因成本高、對(duì)家庭而言技術(shù)可維護(hù)性差等原因沒有推廣應(yīng)用。國內(nèi)與國外不同,住宅以居民樓居多,光伏等易分散開發(fā)利用的能源資源空間非常有限。”
據(jù)了解,美國是站在提高供電可靠性的角度來研究微電網(wǎng)的;歐洲的目標(biāo)是解決提高開發(fā)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(qiáng)調(diào)孤立型微電網(wǎng),并把所有化石燃料都包含在這個(gè)概念。因此,微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)根據(jù)具體國情、環(huán)境以及當(dāng)?shù)氐恼叻ㄒ?guī)具體對(duì)待。
具體到我國,張義斌進(jìn)一步表示:“如果一個(gè)微電網(wǎng)中有一些微型的光伏發(fā)電等電源,通過微電網(wǎng)技術(shù)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(wǎng)可以作為解決分布式電源并網(wǎng)的捷徑,更不能成為超越分布式電源并網(wǎng)必須的管理政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。”究其原因,一是微電網(wǎng)只涉及一些微型分布式電源,大量的分布式電源由于并網(wǎng)電壓等級(jí)高,按照電網(wǎng)調(diào)度基本規(guī)則與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度部門建立聯(lián)系,接受電網(wǎng)調(diào)度,與微電網(wǎng)本質(zhì)上無關(guān);二是并非所有微型分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行都需要微電網(wǎng)技術(shù)。
張義斌指出:“微電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)該堅(jiān)持實(shí)事求是的原則,立足于已有技術(shù)基礎(chǔ)和市場需求,切不可脫離我國分布式電源的發(fā)展階段和實(shí)際用戶需求。更不可為的是,打著微電網(wǎng)之名構(gòu)建所謂微電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè),實(shí)際經(jīng)營小型配電網(wǎng)業(yè)務(wù)。”
有利于分散開發(fā)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(wǎng)接入控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了新能源自發(fā)自用,余量上網(wǎng);在河北省圍場縣,單個(gè)家庭用風(fēng)能、太陽能等匯集成的小型供電系統(tǒng),既能獨(dú)立運(yùn)行,保證居民用上穩(wěn)定的電,又可與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。如果自家無法發(fā)電,系統(tǒng)還可以自動(dòng)切換到外部電網(wǎng)……實(shí)踐證明,應(yīng)用微電網(wǎng)技術(shù)將能有效提升分散開發(fā)利用新能源的效率和用戶用電的可靠性。
有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國還有256個(gè)無電鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3817個(gè)無電村、93.6萬戶無電戶、387萬無電人口。其中,少數(shù)民族占總無電人口的84%,主要分布在新疆、西藏等14個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū))。由于我國國土面積廣闊,一些偏遠(yuǎn)地區(qū),如部分海島等難以與大電網(wǎng)相連,一直受到供電難的困擾。微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展不僅有助于風(fēng)電、光伏等新能源的開發(fā)利用,也對(duì)解決偏遠(yuǎn)地區(qū)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(wǎng)呢?簡單來說,微電網(wǎng)是通過控制系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)平衡多種分布式電源,平時(shí)與大電網(wǎng)并聯(lián),富余電力輸入大電網(wǎng)或儲(chǔ)能系統(tǒng),發(fā)電不足則從大電網(wǎng)購入電力或使用存儲(chǔ)的電力;遇到大電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)則快速解列,孤網(wǎng)運(yùn)行,保障主要負(fù)荷。當(dāng)然,在大電網(wǎng)不能覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)或海島組建微電網(wǎng),其運(yùn)行方式是孤島運(yùn)行模式。國內(nèi)外的研究結(jié)果表明,將相對(duì)聚集的微型分布式電源(如小型風(fēng)電、光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電、燃料電池等)與儲(chǔ)能系統(tǒng)等聯(lián)合管理,組成微電網(wǎng),是從技術(shù)上保障微型分布式發(fā)電的有效利用和用戶可靠供電的有效途徑。
微電網(wǎng)處于探索示范階段
微電網(wǎng)是微型分布式電源發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物,因此我國微電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)符合我國分布式電源的發(fā)展階段和實(shí)際用戶需求。
一些專家認(rèn)為,就我國目前的發(fā)展?fàn)顩r來看,微電網(wǎng)只有在那些大電網(wǎng)鞭長莫及的偏遠(yuǎn)地區(qū)具有存在價(jià)值。根據(jù)不久前發(fā)布的《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,“十二五”將建設(shè)30個(gè)新能源微電網(wǎng)示范工程。由此可以看出,我國微電網(wǎng)發(fā)展距離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。
總的來看,目前微電網(wǎng)還不具備成熟穩(wěn)定能力。究其原因,微電網(wǎng)中除分布式電源成本居高不下外,微電網(wǎng)控制系統(tǒng)中相應(yīng)的儲(chǔ)能、電力電子裝置、控制保護(hù)設(shè)備初始單位投資大。而且,微電網(wǎng)的儲(chǔ)能設(shè)備折舊、運(yùn)行維護(hù)等其他費(fèi)用相對(duì)于較小的用電規(guī)模而言也很高。如果把按照國家目錄電價(jià)從大電網(wǎng)用電比喻成普通老百姓的“一日三餐”,那么通過微電網(wǎng)用電就是“吃鮑魚海鮮”。實(shí)際上,在我國由來已久的小水電自供區(qū)問題可以作為微電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)鏡鑒。依靠發(fā)電成本較低(通常為0.2-0.3元/千瓦時(shí))的小水電為主要電源的自供區(qū),卻屢屢爆出用戶難以承受的高電價(jià),如2009年媒體曝光的重慶江津“天價(jià)電”事件。
同時(shí),微電網(wǎng)技術(shù)運(yùn)行、規(guī)劃設(shè)計(jì)、接入等還沒有明確的國家標(biāo)準(zhǔn),上網(wǎng)電價(jià)等關(guān)鍵政策尚不明確。此外,分布式電源不管是直接并網(wǎng)還是以微電網(wǎng)的形式接入大電網(wǎng),如果沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范約束而無序接入,將會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全和可靠供電造成不利影響。
面對(duì)各界對(duì)微電網(wǎng)關(guān)注逐漸升溫的態(tài)勢(shì),國家電網(wǎng)運(yùn)檢部副主任葛兆軍日前表示:“針對(duì)分布式電源的發(fā)展,國家電網(wǎng)正在加快制定分布式電網(wǎng)的管理范圍,明確分布式電網(wǎng)的政策,規(guī)范管理程序,更好的服務(wù)分布式電源發(fā)展。”
微電網(wǎng)發(fā)展應(yīng)實(shí)事求是
然而目前,微電網(wǎng)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(wǎng)或配電網(wǎng);涉及的電壓等級(jí)和包含的電源規(guī)模也被放大,并網(wǎng)電壓等級(jí)大幅升高;微電網(wǎng)技術(shù)變成一般大電網(wǎng)技術(shù);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(guī)避分布式電源并網(wǎng)政策標(biāo)準(zhǔn)不完善等問題的手段。而國外研究微電網(wǎng)的電壓等級(jí)基本是以400伏為主,直接發(fā)出來就能用。
“難道在配電網(wǎng)上加裝一些儲(chǔ)能裝置就能稱作微電網(wǎng)嗎?”2004年就在英國參與歐盟微電網(wǎng)項(xiàng)目研究、現(xiàn)任國網(wǎng)能源研究院電網(wǎng)發(fā)展綜合研究所所長張義斌說,“當(dāng)時(shí)歐盟微電網(wǎng)項(xiàng)目研究主要是對(duì)Townhouse或者某一建筑物這樣一個(gè)小區(qū)域內(nèi),設(shè)想采用諸如小型風(fēng)機(jī)、太陽能電池板、微型燃?xì)廨啓C(jī)等多種微型分布式電源,研究對(duì)其進(jìn)行有效的運(yùn)營管理。實(shí)際上,項(xiàng)目研究結(jié)束后,因成本高、對(duì)家庭而言技術(shù)可維護(hù)性差等原因沒有推廣應(yīng)用。國內(nèi)與國外不同,住宅以居民樓居多,光伏等易分散開發(fā)利用的能源資源空間非常有限。”
據(jù)了解,美國是站在提高供電可靠性的角度來研究微電網(wǎng)的;歐洲的目標(biāo)是解決提高開發(fā)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(qiáng)調(diào)孤立型微電網(wǎng),并把所有化石燃料都包含在這個(gè)概念。因此,微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)根據(jù)具體國情、環(huán)境以及當(dāng)?shù)氐恼叻ㄒ?guī)具體對(duì)待。
具體到我國,張義斌進(jìn)一步表示:“如果一個(gè)微電網(wǎng)中有一些微型的光伏發(fā)電等電源,通過微電網(wǎng)技術(shù)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(wǎng)可以作為解決分布式電源并網(wǎng)的捷徑,更不能成為超越分布式電源并網(wǎng)必須的管理政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。”究其原因,一是微電網(wǎng)只涉及一些微型分布式電源,大量的分布式電源由于并網(wǎng)電壓等級(jí)高,按照電網(wǎng)調(diào)度基本規(guī)則與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度部門建立聯(lián)系,接受電網(wǎng)調(diào)度,與微電網(wǎng)本質(zhì)上無關(guān);二是并非所有微型分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行都需要微電網(wǎng)技術(shù)。
張義斌指出:“微電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)該堅(jiān)持實(shí)事求是的原則,立足于已有技術(shù)基礎(chǔ)和市場需求,切不可脫離我國分布式電源的發(fā)展階段和實(shí)際用戶需求。更不可為的是,打著微電網(wǎng)之名構(gòu)建所謂微電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè),實(shí)際經(jīng)營小型配電網(wǎng)業(yè)務(wù)。”