1 观点呈现 微电网的发展缘起
分布式发电就是利用各种可用和分散存在的能源,如:太阳能、风能等可再生能源和天然气为燃料的冷/热/电联供系统。分布式发电的特点主要表现为:位置灵活、分散,适应分散电力需求和资源分布;可以与大电网互为备份,改善供电可靠性;容易满足负荷需求,有利于可再生能源高效和规模化利用。我国可再生能源发电模式是集中发电远距离输电与分布式发电相结合的方式。
为协调大电网与分布式电源间的矛盾,充分利用分布式电源为电网和用户带来的价值和效益,提出了微网(微能源网)的概念。欧盟对于微电网的定义是:微网是利用分布式能源、储能装置和可控负荷共同组成的低压网络,容量范围从几百千瓦到几个兆瓦,能够与配电网并联运行,在上一级电网故障时可脱网独立运行,故障恢复后可重新并网。国网电科院对微电网的定义是:微网是由分布式电源、储能和负荷构成的可控储能系统,可平滑接入大电网和独立自治运行,是发挥分布式电源效能的有效方式。
2 观点呈现 微电网的特征
微电网是指以分布式电源为主,利用储能和控制装置进行实时调节,实现网络内部电力电量平衡的小型供电网络,可并网运行也可离网运行。由于风电、光伏发电等分布式电源具有分散性和间歇性的特点,对电网的电能质量、控制保护、运行可靠性带来不利影响,随着储能和运行控制等技术的进步,本世纪初欧美部分学者提出了微电网概念。总结美国、欧洲、日本等国20个微电网试点工程,具备以下四个基本特征:
1.微型:微电网电压等级一般在10kV以下;系统规模一般在兆瓦级及以下;与终端用户相连,电能就地利用。
2.清洁:微电网内部分布式电源以清洁能源为主,或是以能源综合利用为目标的发电形式。天然气多联供系统综合利用率一般应在70%以上。
3.自治:微电网内部电力电量能实现基本自平衡,与外部电网的电量交换一般不超过总电量的20%。
4.友好:微电网对大电网有支撑作用,可以为用户提供优质可靠的电力,能实现并网/离网模式的平滑切换。
3 观点呈现 未来电网与电气装备新技术
广义的电网是从发电设备到用电设备的各个环节的统一整体。目前,我国电网已经基本形成了“西电东送、南北互供、全国联网”的总体格局,已经覆盖了全国大部分地区,成为世界最大的电网之一。
现代电网的主要特征是交流模式、跨区互联、发电资源可调度、电源以大型发电厂为主,用户侧无电源,发-输-配-用各环节可通过自动调节设备实现供需平衡。它存在的主要问题是电网结构不合理问题、安全稳定性问题突出、电能质量和电网效率有待于改善。
可再生能源区别于化石能源的主要特征是受天气的影响,不可调度(间歇性、波动性);分散性,但负荷密集区却缺少能源;一般不能通过交通运输工具输送(生物质能除外);能源多样性(光、风、地热、水利、海洋能);发电方式差异较大;无法储存(生物质能除外,水利可短时储存);资源具有时空互补性;主要利用方式是发电。
由于可再生能源的资源特点及发电模式与常规能源具有很大区别,将对未来电网发展带来革命性的挑战,这就需要我们对未来电网运行模式进行重新思考。解决方式一般从三个方面着手:一是改变电网的结构和运行模式。任何一个体系的结构和运行模式对于其功能的影响是关键性的。例如,大同市有自己的治理结构。为了促进新能源产业,成立新的组织结构,以适应新的变化和需要。二是采用超导与新材料的电气设备,改善电网物理基础。材料是推动这个设备性能改造的源头性的东西,非常关键。三是采用信息技术提高电网的智能化程度。信息技术在飞速地发展,把信息技术融入其中,来促进电网技术的变革。


