據(jù)龍源電力有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，吐魯番新能源城市微電網(wǎng)是我國首個微電網(wǎng)示范項目，項目在293棟居民樓頂建設(shè)屋頂光伏8.7兆瓦，通過微電網(wǎng)系統(tǒng)向區(qū)域內(nèi)5700多戶居民及機(jī)關(guān)事業(yè)單位、商業(yè)用戶、地源熱泵等用戶供電。
所謂微電網(wǎng)是指由分布式電源、用電負(fù)荷、配電設(shè)施、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)，分為并網(wǎng)型和獨(dú)立型兩種，可實(shí)現(xiàn)自我控制和自治管理。
兩年前，微電網(wǎng)項目建設(shè)就被正式提升至國家層面，要求在電網(wǎng)未覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島等，優(yōu)先選擇新能源微電網(wǎng)方式，探索獨(dú)立供電技術(shù)和經(jīng)營管理新模式。而吐魯番新能源城市微電網(wǎng)的成功示范，也將帶動全國微電網(wǎng)步入發(fā)展的快車道。
不過，在微電網(wǎng)迎來快速發(fā)展的同時，還面臨著一道必須邁過的坎：儲能問題，也被稱為新能源發(fā)展的“最后一公里”。
儲能發(fā)展存障礙
不久前，國家能源局發(fā)布《微電網(wǎng)管理辦法》（征求意見稿），文件指出，微電網(wǎng)作為“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要支撐以及與大電網(wǎng)友好互動的技術(shù)手段，可以提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，促進(jìn)清潔能源的接入和就地消納，提升能源利用效率。
可以預(yù)見的是，一種能源供應(yīng)的商業(yè)形態(tài)有望成為發(fā)展趨勢——用戶只需選擇一個綜合能源服務(wù)商，即可獲得冷熱電氣全方位能源供應(yīng)，并獲得從能源需求—融資建設(shè)—運(yùn)營管理—提效減排的一站式綜合能源服務(wù)。
在近日于北京召開的第四屆國際儲能峰會上，濟(jì)南大陸機(jī)電股份有限公司董事長荊書典表示，微電網(wǎng)就是要實(shí)現(xiàn)可再生能源在區(qū)域內(nèi)最大限度的高效利用，把可再生能源作為主電源來首先使用，不足的再用網(wǎng)上的電源。它的應(yīng)用需要一系列的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)來推動配電網(wǎng)和分布式能源合理的構(gòu)建，儲能在其中發(fā)揮了重要的作用。
“智能微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈包含發(fā)電、變電、輸電、配電、用電、儲電、調(diào)度、管控和智能終端九個產(chǎn)業(yè)鏈，形成協(xié)同發(fā)展。其中最重要的是開展智能終端，要把智能終端的用能量和用能規(guī)律測量出來，進(jìn)行有效的管理，以更有效地調(diào)度可再生能源。”荊書典說。
“如何把可再生能源優(yōu)先用掉，消除棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，最重要的是結(jié)合儲電，在峰值或者減峰值的時間把電賣掉，使可再生能源有更好的效益。”荊書典補(bǔ)充道。
中國可再生能源學(xué)會前任理事長石定寰指出，儲能無論在調(diào)頻還是在能量儲備方面所發(fā)揮的作用都將越來越大，但目前仍處于技術(shù)的發(fā)展、創(chuàng)新、應(yīng)用、示范階段，如何更好地與能源系統(tǒng)結(jié)合，在應(yīng)用上也還存在很多問題。
“儲能成本價格較高，一些儲能電池的安全性也存在一些問題。另外，在經(jīng)濟(jì)上如何通過一個合理的電價來推動儲能技術(shù)的發(fā)展也是難點(diǎn)。從技術(shù)到經(jīng)濟(jì)、政策乃至整個應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用管理，儲能都還有很多問題需要進(jìn)行探索。”石定寰說。
電力規(guī)劃設(shè)計總院戰(zhàn)略規(guī)劃處副處長徐東杰也表示，儲能雖是多能互補(bǔ)系統(tǒng)的重要一環(huán)，但仍然存在發(fā)展障礙。首先就是技術(shù)路線不明確，“并不是說哪個路線好哪個路線不好，從世界范圍、全國范圍來看，電化學(xué)儲能、物理儲能、電池儲能大家都在推，但卻沒有一個占到主導(dǎo)地位”。
另外，徐東杰還指出，儲能的經(jīng)濟(jì)性也有待提高，包括初始投資壽命維護(hù)以及能量的轉(zhuǎn)化率等。其次，國家雖然一直在講要扶持儲能，但最關(guān)鍵的儲能定價政策卻尚未出臺。不僅如此，儲能的市場機(jī)制不完善，也缺乏一定的數(shù)據(jù)支撐，大容量的項目相對較少。
探索更具優(yōu)勢的儲能電池
“其實(shí)微電網(wǎng)從根本上來講并不是一個實(shí)體的系統(tǒng)，而是一種技術(shù)，是一種集成原網(wǎng)和多種能源及儲能負(fù)荷的技術(shù)。”天津天大求實(shí)電力新技術(shù)股份有限公司新能源事業(yè)部總經(jīng)理張炎解釋道。
而對于儲能首要突破的問題，中國電力科學(xué)研究院電工與新材料所所長來小康認(rèn)為，現(xiàn)階段我國主要解決的就是分鐘級到小時級的儲能問題，而這個階段儲能的問題，恰恰是電池、電化學(xué)的強(qiáng)項。發(fā)電側(cè)、用電側(cè)恰恰在這些時段上，能顯現(xiàn)出比較明顯的效果。
目前，儲能還處于各項技術(shù)并駕齊驅(qū)的階段，如抽水蓄能、鋰電池、鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池等各領(lǐng)風(fēng)騷，但同時也是各有制約。可再生能源發(fā)電相對常規(guī)電源而言，最大的不同是由于其間歇性帶來的輸出功率波動，未來對于大規(guī)模接入系統(tǒng)的可再生能源發(fā)電，能與之相匹配的大容量、低成本儲能技術(shù)將更具優(yōu)勢。
北京愛索能源科技股份有限公司智慧能源事業(yè)部銷售總監(jiān)白恩全表示，鈉硫電池有望在微電網(wǎng)中大有可為。“首先是使用壽命長，持續(xù)時間長，是電能存儲有效的一個方式；預(yù)防性的維護(hù)是最少的，并且可以針對部分系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，其他部分可以正常運(yùn)行；通過配備高速的儲能雙向逆變器還可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)，響應(yīng)時間可達(dá)到毫秒級；具備高可靠性，由于系統(tǒng)幾十年的累計經(jīng)驗，鈉硫電池已被市場認(rèn)證，單個模塊的可靠性可以達(dá)到99%。”白恩全列出鈉硫電池的多項優(yōu)勢。
白恩全還表示，鈉硫電池還可以起到延期或消除輸電和配電的需求，并且可以吸收可再生能源波動。比如在太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的非高峰時段，鈉硫電池可以提供6~8小時長期穩(wěn)定的電池供應(yīng)，對于一個化石峰值的電場起到了綠色環(huán)保的作用。
“對于微電網(wǎng)，鈉硫電池可以起到所有電網(wǎng)功能的作用，這些功能包括支持高水平的可再生能源發(fā)電、時間平移等，基本上電網(wǎng)所擁有的功能鈉硫電池都可以達(dá)到。”白恩全說。
北京大城綠川科技有限公司產(chǎn)品技術(shù)部副總經(jīng)理王學(xué)云更關(guān)注的是鉛酸電池。他認(rèn)為，從經(jīng)濟(jì)性考慮，目前的普通鉛酸電池在0.45~0.7元/時，而鋰電池在1.5~3元/時，在工作溫度方面，目前鉛類電池還可在零下40~60℃范圍內(nèi)工作。
鄂爾多斯大規(guī)模儲能技術(shù)研究所所長譚春青則認(rèn)為，鉛酸電池是當(dāng)前最成熟的技術(shù)，液流、鈉硫電池是目前相對成熟的新技術(shù)，而未來壓縮空氣儲能技術(shù)則具有很大的發(fā)展空間。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)也曾在接受媒體采訪時表示，壓縮空氣儲能不僅能發(fā)電，而且熱水還能供暖，二氧化碳排放量是零。要做中國的微電網(wǎng)，將之變成微能源網(wǎng)，不僅要電，還要冷要熱，所以能源變成一個智能微能源網(wǎng)群，就必須發(fā)展壓縮空氣儲能。
重視智能終端監(jiān)控
由于微電網(wǎng)以分布式發(fā)電電源為主，每個分布式電源的容量都不是很大，但往往數(shù)量眾多，這就使微電網(wǎng)的控制不會像常規(guī)電網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)由電網(wǎng)調(diào)度中心統(tǒng)一控制及故障處理，這就對微電網(wǎng)的運(yùn)行及控制技術(shù)提出了新的要求。
有專家表示，微電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是儲能技術(shù)，要重視對蓄電池組和電池單元運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，精確測量電池的剩余電量，同時對電池進(jìn)行充放電保護(hù)，單體電池均衡充電技術(shù)。
張炎表示，從微電網(wǎng)技術(shù)體系來講，它跟傳統(tǒng)的大的電力技術(shù)有異曲同工之妙，但是也有很多的差別在里面，總體來講也是包含方案設(shè)計、運(yùn)行控制、運(yùn)行優(yōu)化、模擬方針、信息與通信等一系列的技術(shù)。
微電網(wǎng)的方案設(shè)計和運(yùn)行策略具有極高的耦合性，“微電網(wǎng)約束了設(shè)備選型，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置以及通訊方式、微電網(wǎng)運(yùn)用的必要條件，統(tǒng)籌指導(dǎo)微電網(wǎng)的建設(shè)。”張炎說。
另外，容量設(shè)計方面，微電網(wǎng)會考慮不同的技術(shù)形式和技術(shù)流派。比如鉛酸、液硫，包括固體的電氣熱、水蓄、冰蓄技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用特點(diǎn)，根據(jù)用戶的實(shí)際情況來進(jìn)行動態(tài)的選擇，之后再進(jìn)行整體的容量設(shè)計與評估。
張炎表示，微電網(wǎng)項目里所能集成的能源形式非常多，包括冷熱電，都需要在統(tǒng)一的運(yùn)行調(diào)度平臺下進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理。
