本文【wén】主要介绍了【le】微电网【wǎng】的基础知识、独立型【xíng】微电网、典型方【fāng】案【àn】与成本【běn】核算、商业化发【fā】展前景等内容。

       微电网概述

01.微电网的定义

微电网【wǎng】(Micro-Grid)是由分布式电源、负【fù】荷、储能、变配电【diàn】和【hé】控制【zhì】系统构成的小型【xíng】电力系【xì】统。

微电网是一个能够实现自我控制、保【bǎo】护和【hé】管理的自治电力【lì】系统,既可以与【yǔ】外【wài】部电网并网【wǎng】运行【háng】,也可【kě】以孤网运行【háng】。

微【wēi】电【diàn】网是相【xiàng】对传统大电【diàn】网的【de】一个概念,发展【zhǎn】微电【diàn】网能够充分促进分布【bù】式可再生能源【yuán】的【de】大规模【mó】接入【rù】。微电网与大电网是【shì】相辅相成的【de】,尤其【qí】在大电网没有覆盖的地区可以发挥【huī】更大【dà】的作用,以弥补大电网的不足。

02.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【diàn】压等级划【huá】分:低压(400V-1kV)、中【zhōng】压(1-35kV)、高压【yā】(35kV以上)

按照规【guī】模划【huá】分:小【xiǎo】型(电网容量〈500kVA)、中型(500kVA<=电网容量〈6MVA)、大【dà】型(电网容量〉6MVA)

03.微电网的应用

       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?

(1)在现阶段,在大电网覆盖的经【jīng】济发达【dá】地区,微【wēi】电网【wǎng】的供电成本远【yuǎn】高于大电网,缺乏经济【jì】性;

(2)尤其是并网型微电网,易被大电网替代,缺乏竞争力;

(3)但在【zài】大电网没有覆盖的地方【fāng】,例【lì】如岛屿、偏【piān】远地区【qū】、城市周【zhōu】边、旅游景点等,微电【diàn】网反【fǎn】而具有优势,因【yīn】此迫切需要发展【zhǎn】独立型微电网。

01.分布式电源

(1)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

(2)分布式发电的优缺点

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。

(3)独立型微电网相关的分布式电源

其【qí】中分布式【shì】光伏是最有潜力的可再生能源,适应面【miàn】广,受限制少【shǎo】,技术进步【bù】快和成本【běn】下降迅速,最有应【yīng】用【yòng】前景。

现阶段发展分布式光伏的困难与对策:

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【xíng】微电网方式,不【bú】依赖于【yú】电网;寻求适合的用电【diàn】需【xū】求,真正实【shí】现自【zì】发自用。

02.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【xù】能、压缩空气【qì】、飞轮、相变【biàn】储能【néng】、超级电容器、超【chāo】导【dǎo】储能、蓄热蓄冷

储能系统是【shì】独立【lì】型微电【diàn】网不可或缺的组【zǔ】成部【bù】分,也是造【zào】成微电网系统成本高的【de】主要原【yuán】因。

需要找到大輻降低储能成木的方式方法:

a. 技术进步

b. 商业模式创新

(结合电动汽车充放电、退役电池梯级利用)

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【guī】,组【zǔ】串式【shì】逆变器,含【hán】施工);

铅碳电池储【chǔ】能(50kW*2H)(8万元)(铅【qiān】碳电池目前性价【jià】比较高【gāo】);

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【àn】照习惯,以分布式电源功率核算,上述配置【zhì】典型独立型微电【diàn】网系统【tǒng】的单位【wèi】· 造价:9.8元【yuán】/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【rú】果分布式发电、储能【néng】、负荷【hé】都直【zhí】接采用直【zhí】流【liú】方式,则系统的效率更高,成本更【gèng】低。预计可降低成本]以上,提【tí】高【gāo】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。

商业化发展前景

01.独立型微电网推广面临的困难

面临困难:

(1)成木高(分布式电源、储能);

(2)生【shēng】命【mìng】周期短【duǎn】与运【yùn】营【yíng】维护难(主【zhǔ】要是储能寿【shòu】命短,微电网控制及能量管理的技术较复杂)。

政策支持不【bú】足:独立式的可再生能源(风、光等)发电的【de】计量与【yǔ】补贴申请困难【nán】。目前国家对【duì】于独立型微电网,及涉及【jí】的可再生能源发电、储能、变【biàn】配电及控制【zhì】系【xì】统,尚无明确【què】的【de】计【jì】量标【biāo】准【zhǔn】与支持【chí】政【zhèng】策。

观念和认识有待提高。

02.对策

发展独立型微电网的对策:

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【rèn】可独【dú】立型【xíng】微【wēi】电网可【kě】再生能源(风、光等)发电的计【jì】量(制定标准并推广实施),并及时【shí】给【gěi】与现有政策的【de】各项补贴;在发【fā】展前期,也能给予独【dú】立型微电网、储【chǔ】能【néng】补贴政策。

结合【hé】新型的【de】负【fù】荷的【de】推广应用机会:电动汽车充电、煤【méi】改电【diàn】供暖、地热泵。

03.商业化发展前景展望

(1)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)

(2)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。

04.独立型微电网的推广应用

典型推广应用方向:

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