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能源革命对外开放百家论坛之二〇四

能源高效利用篇之—微电网(中①)

  4 观点呈现 综合能源系统

  能源互联网是指能源系统的信息载体与网络可以实现统一与融合,不同的能源可以通过转化设备与热力网、电力网在物理层融合,用户可以借助市场和信息对能源需求做出自己的选择。能源和信息不一样。单一的信息没有太大价值,但信息和信息经过交换会增加新的价值。能源就不一样了,能源的转换和传输过程中都有衰减。当然能源的传输会有各种方案,但单一的把互联网构架拿来做能源系统是不太合理的。”

  虽然可再生能源系统的硬成本在下降,但软成本的下降并不明显,导致目前软成本占到整个项目成本的比例在增加,这可能是未来能源系统发展的一个比较大的障碍。从资源角度来说,未来能源系统会从资源型向集成化智能化转变。从消费观看,未来能源系统把生产者和消费者结合在一起,形成一个新词——产销一体。比如这栋办公楼,原来是一个能源消费者。如果在屋顶加上光伏,不仅可以满足自我使用,同时也可以发电上网,就变成一个销售者。这样的变化会引发商业模式的改变。此外,多能综合能源系统与其他各个行业的渗透与储能有很大关系。

  5 观点呈现  微电网的基本形态

  微电网主要是利用储能和控制装置,实现分布式电源与本地负荷电力电量自平衡的微型供电网络,是新技术在配电网中的应用,是智能电网的组成部分。分布式电源并网不一定要依靠微电网技术;但微电网必然包含分布式电源,同时配置能量管理系统、控制装置、储能装置等实现“自治”“友好”。

  未来电网的基本形态是大电网与微网并存。所谓广域大电网就是有机整合各种可再生能源的时空互补性,并实现资源密集区的电力向负荷密集区的大容量远距离输送。分布式电源和微网是指就地利用分散资源,保障用户供电安全可靠性,并可向大电网“上传”多余电力。例如,广域风能时空互补后,无需配置储能或者配置很少容量的储能便能满足现行我国风电并网要求。

  6 观点呈现 电网运行模式的发展历史与现状

  1879年,爱迪生发明了直流发电机,并提出了直流供电系统。1887年,特斯拉研制出世界上第一台无电刷交流感应马达;1897年,西屋公司在尼亚加拉水电站的首台交流发电机(10万马力)投入运行,并奠定了现代电网的基础。

  人类最初的输电方式是直流输电。由于不能直接给直流电升压,于是三相交流发电机和变压器被相继发明。从此,交流输电普遍代替了直流输电,并确立了交流输电的主体地位,从而形成了今天普遍被采用的交流电网。然而电力系统的规模迅速扩大也使得交流大电网的安全稳定性问题日益突出。未来,能源结构的调整将使得电网规模较当前有成倍的增长。

  未来的输配电网和分布式电网将逐步向以直流为主或交直流混合的运行模式方向发展。未来电网向直流运行模式的革命性转变也将催生大量的科技创新机遇和一大批战略性新兴产业,在技术方面却需要很大的突破。2013年4月美国麻省理工学院公布了未来可能改变世界的十大科学技术,“直流电超级电网”就是其中一项,并认为“直流电网使得遥远的可再生能源链接更加有效。”

  2008年初,冰雪天气导致我国发生大面积停电,只有少数小电网在支撑重要用户运行。这暴露了我国现有的网架结构在保障用户供电方面所存在的薄弱环节同时也将微型电网的作用充分展示了出来,并促使我国加快了对微型电网的研究步伐。2009年,中国国家科技部通过“973”计划项目,专门资助了分布式发电供能系统的相关基础研究。2010年,中国国家科技部通过《国家高科技研究发展计划(863)》立项了近十个有关微电网方面的研究课题。“十二五”期间,我国将在太阳能、风能占优势的地区建设成微电网示范区,同时还将推动建设100座新能源示范城市。我国微电网的发展虽尚处于起始阶段,但微电网的特点适应我国电力发展的需求和方向,具有广阔的发展前景。

 
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