微電網(wǎng)概述
?。?)微電網(wǎng)的定義
微電網(wǎng)(Micro-Grid)是由分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能、變配電和控制系統(tǒng)構(gòu)成的小型電力系統(tǒng)。
微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治電力系統(tǒng),既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,也可以孤網(wǎng)運(yùn)行。
微電網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念,發(fā)展微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式可再生能源的大規(guī)模接入。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)是相輔相成的,尤其在大電網(wǎng)沒(méi)有覆蓋的地區(qū)可以發(fā)揮更大的作用,以彌補(bǔ)大電網(wǎng)的不足。
(2)微電網(wǎng)的劃分
按照運(yùn)行方式劃分:
并網(wǎng)型
孤網(wǎng)型(獨(dú)立型)
按照電網(wǎng)類(lèi)型劃分:
交流微電網(wǎng)
直流微電網(wǎng)
混合型
按照電壓等級(jí)劃分:
低壓(400V-1kV)
中壓(1-35kV)
高壓(35kV以上)
按照規(guī)模劃分:
小型(電網(wǎng)容量〈500kVA)
中型(500kVA<=電網(wǎng)容量〈6MVA)
大型(電網(wǎng)容量〉6MVA)
?。?)微電網(wǎng)的應(yīng)用
獨(dú)立型微電網(wǎng)
獨(dú)立型微電網(wǎng):不依賴(lài)于外部電網(wǎng),可以通過(guò)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)獨(dú)立、穩(wěn)定、長(zhǎng)期地給負(fù)荷供電。
可分為直流型、交流型、交直流混合型三種。
為什么要發(fā)展
獨(dú)立型微電網(wǎng)系統(tǒng)?
在現(xiàn)階段,在大電網(wǎng)覆蓋的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),微電網(wǎng)的供電成本遠(yuǎn)高于大電網(wǎng),缺乏經(jīng)濟(jì)性。
尤其是并網(wǎng)型微電網(wǎng),易被大電網(wǎng)替代,缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。
但在大電網(wǎng)沒(méi)有覆蓋的地方,例如島嶼、偏遠(yuǎn)地區(qū)、城市周邊、旅游景點(diǎn)等,微電網(wǎng)反而具有優(yōu)勢(shì),因此迫切需要發(fā)展獨(dú)立型微電網(wǎng)。
2.1、分布式電源
?。?)獨(dú)立型微電網(wǎng)相關(guān)的分布式電源
光伏發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電
燃?xì)獍l(fā)電(天然氣、沼氣)
生物質(zhì)發(fā)電
海洋能發(fā)電
小水電
柴油發(fā)電
?。?)分布式發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
可利用豐富的清潔和可再生能源。
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
一些可再生能源具有間歇性和隨機(jī)性。
?。?)獨(dú)立型微電網(wǎng)相關(guān)的分布式電源
其中分布式光伏是最有潛力的可再生能源,適應(yīng)面廣,受限制少,技術(shù)進(jìn)步快和成本下降迅速,最有應(yīng)用前景。
現(xiàn)階段發(fā)展分布式光伏的困難與對(duì)策:
困難
地難找,電難接,補(bǔ)貼慢,用電需求不穩(wěn)定
可以采用獨(dú)立型微電網(wǎng)方式,不依賴(lài)于電網(wǎng);尋求適合的用電需求,真正實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用。
對(duì)策
2.2、儲(chǔ)能系統(tǒng)
(1)獨(dú)立型微電網(wǎng)相關(guān)的儲(chǔ)能系統(tǒng):
化學(xué)儲(chǔ)能
鉛酸電池、鉛酸膠休電池、鉛碳電池、鉛品電池
鋰電池:磷酸鐵悝、錳酸鋰、三元、鈦酸悝
液流電池:全釩液流、鋅溴,鎳氫電池、鈉硫電池、鋅空、鋰空)
物理儲(chǔ)能(抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪、相變儲(chǔ)能、超級(jí)電容器、超導(dǎo)儲(chǔ)能、蓄熱蓄冷)
儲(chǔ)能系統(tǒng)是獨(dú)立型微電網(wǎng)不可或缺的組成部分,也是造成微電網(wǎng)系統(tǒng)成本高的主要原因。
需要找到大輻降低儲(chǔ)能成木的方式方法:
方法一:技術(shù)進(jìn)步
方法二:商業(yè)模式創(chuàng)新(結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)充放電、退役電池梯級(jí)利用)
一個(gè)典型的獨(dú)立型微電網(wǎng)系統(tǒng)
?。?)系統(tǒng)規(guī)模、組成部分及造價(jià)估算:
分布式光伏發(fā)電(100kW)(70萬(wàn)元)(采用單晶硅、多晶硅,組串式逆變器,含施工)
鉛碳電池儲(chǔ)能(50kW*2H)(8萬(wàn)元)(鉛碳電池目前性?xún)r(jià)比較高)
儲(chǔ)能整流、逆變系統(tǒng)(10萬(wàn)元)
負(fù)荷(功率小于150kw,日用電量小于400kWH)
配電系統(tǒng)(3萬(wàn)元)
電網(wǎng)控制系統(tǒng)(2萬(wàn)元)
其他費(fèi)用(5萬(wàn)元)
合計(jì):98萬(wàn)元
按照習(xí)慣,以分布式電源功率核算,上述配置典型獨(dú)立型微電網(wǎng)系統(tǒng)的單位·造價(jià):9.8元/每瓦
(2)可滿足的用電負(fù)荷:
交流型(日常用電:照明、空調(diào)、電機(jī))
直流型(電動(dòng)汽車(chē)充電、LED照明)
?。ㄈ绻植际桨l(fā)電、儲(chǔ)能、負(fù)荷都直接采用直流方式,則系統(tǒng)的效率更高,成本更低。預(yù)計(jì)可降低成本]以上,提高效率5%以上)
交直流混合型
目前獨(dú)立型微電網(wǎng)技術(shù)上都己成熟,成本可控,具備推廣條件。
商業(yè)化發(fā)展前景
4.1、獨(dú)立型微電網(wǎng)推廣面臨的困難
面臨困難
成木高(分布式電源、儲(chǔ)能)
生命周期短與運(yùn)營(yíng)維護(hù)難(主要是儲(chǔ)能壽命短,微電網(wǎng)控制及能量管理的技術(shù)較復(fù)雜)
政策支持不足:獨(dú)立式的可再生能源(風(fēng)、光等)發(fā)電的計(jì)量與補(bǔ)貼申請(qǐng)困難。目前國(guó)家對(duì)于獨(dú)立型微電網(wǎng),及涉及的可再生能源發(fā)電、儲(chǔ)能、變配電及控制系統(tǒng),尚無(wú)明確的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與支持政策。
觀念和認(rèn)識(shí)有待提高。
對(duì)策
分布式發(fā)電成本下降(趨勢(shì)是:光伏發(fā)電成木〈火電)
儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步,電池壽命延長(zhǎng),成本降低。
多方爭(zhēng)取國(guó)家認(rèn)可獨(dú)立型微電網(wǎng)可再生能源(風(fēng)、光等)發(fā)電的計(jì)量(制定標(biāo)準(zhǔn)并推廣實(shí)施),并及時(shí)給與現(xiàn)有政策的各項(xiàng)補(bǔ)貼;在發(fā)展前期,也能給予獨(dú)立型微電網(wǎng)、儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策。
結(jié)合新型的負(fù)荷的推廣應(yīng)用機(jī)會(huì):電動(dòng)汽車(chē)充電、煤改電供暖、地?zé)岜谩?/div>
商業(yè)化發(fā)展前景展望
?。?)獨(dú)立型微電網(wǎng)的發(fā)展前景展望:
基于分布式光伏+儲(chǔ)能的獨(dú)立型微電網(wǎng),最有前景,
將首先在特殊應(yīng)用場(chǎng)合取得突破(電動(dòng)汽車(chē)充電、島嶼供電)
(2)未來(lái)用戶用電有兩種選擇;大電網(wǎng)、獨(dú)立微電網(wǎng)
未來(lái)的大電網(wǎng)將是:昂貴的、地域受限、不方便靈活的。
未來(lái)的獨(dú)立型微電網(wǎng)將是:便宜的、限制少、方便靈活的。
獨(dú)立型微電網(wǎng)的推廣應(yīng)用
典型推廣應(yīng)用方向:
·獨(dú)立光伏電動(dòng)汽車(chē)充換電站
·獨(dú)立光伏水泵灌溉系統(tǒng)
·獨(dú)立光伏制氫系統(tǒng)
·獨(dú)立風(fēng)光儲(chǔ)村莊供電系統(tǒng)
·獨(dú)立風(fēng)光柴儲(chǔ)島嶼供電系統(tǒng)
·獨(dú)立風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)