據龍源電力有關(guān)負責人介紹，吐魯番新能源城市微電網(wǎng)是我國首個(gè)微電網(wǎng)示范項目，項目在293棟居民樓頂建設屋頂光伏8.7兆瓦，通過(guò)微電網(wǎng)系統向區域內5700多戶(hù)居民及機關(guān)事業(yè)單位、商業(yè)用戶(hù)、地源熱泵等用戶(hù)供電。
所謂微電網(wǎng)是指由分布式電源、用電負荷、配電設施、監控和保護裝置等組成的小型發(fā)配用電系統，分為并網(wǎng)型和獨立型兩種，可實(shí)現自我控制和自治管理。
兩年前，微電網(wǎng)項目建設就被正式提升至國家層面，要求在電網(wǎng)未覆蓋的偏遠地區、海島等，優(yōu)先選擇新能源微電網(wǎng)方式，探索獨立供電技術(shù)和經(jīng)營(yíng)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(dòng)全國微電網(wǎng)步入發(fā)展的快車(chē)道。
不過(guò)，在微電網(wǎng)迎來(lái)快速發(fā)展的同時(shí)，還面臨著(zhù)一道必須邁過(guò)的坎：儲能問(wèn)題，也被稱(chēng)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(jiàn)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(dòng)的技術(shù)手段，可以提高電力系統的安全性和可靠性，促進(jìn)清潔能源的接入和就地消納，提升能源利用效率。
可以預見(jiàn)的是，一種能源供應的商業(yè)形態(tài)有望成為發(fā)展趨勢——用戶(hù)只需選擇一個(gè)綜合能源服務(wù)商，即可獲得冷熱電氣全方位能源供應，并獲得從能源需求—融資建設—運營(yíng)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(kāi)的第四屆國際儲能峰會(huì )上，濟南大陸機電股份有限公司董事長(cháng)荊書(shū)典表示，微電網(wǎng)就是要實(shí)現可再生能源在區域內最大限度的高效利用，把可再生能源作為主電源來(lái)首先使用，不足的再用網(wǎng)上的電源。它的應用需要一系列的標準和技術(shù)來(lái)推動(dòng)配電網(wǎng)和分布式能源合理的構建，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、調度、管控和智能終端九個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，形成協(xié)同發(fā)展。其中最重要的是開(kāi)展智能終端，要把智能終端的用能量和用能規律測量出來(lái)，進(jìn)行有效的管理，以更有效地調度可再生能源。”荊書(shū)典說(shuō)。
“如何把可再生能源優(yōu)先用掉，消除棄風(fēng)、棄光現象，最重要的是結合儲電，在峰值或者減峰值的時(shí)間把電賣(mài)掉，使可再生能源有更好的效益。”荊書(shū)典補充道。
中國可再生能源學(xué)會(huì )前任理事長(cháng)石定寰指出，儲能無(wú)論在調頻還是在能量?jì)浞矫嫠l(fā)揮的作用都將越來(lái)越大，但目前仍處于技術(shù)的發(fā)展、創(chuàng )新、應用、示范階段，如何更好地與能源系統結合，在應用上也還存在很多問(wèn)題。
“儲能成本價(jià)格較高，一些儲能電池的安全性也存在一些問(wèn)題。另外，在經(jīng)濟上如何通過(guò)一個(gè)合理的電價(jià)來(lái)推動(dòng)儲能技術(shù)的發(fā)展也是難點(diǎn)。從技術(shù)到經(jīng)濟、政策乃至整個(gè)應用系統和應用管理，儲能都還有很多問(wèn)題需要進(jìn)行探索。”石定寰說(shuō)。
電力規劃設計總院戰略規劃處副處長(cháng)徐東杰也表示，儲能雖是多能互補系統的重要一環(huán)，但仍然存在發(fā)展障礙。首先就是技術(shù)路線(xiàn)不明確，“并不是說(shuō)哪個(gè)路線(xiàn)好哪個(gè)路線(xiàn)不好，從世界范圍、全國范圍來(lái)看，電化學(xué)儲能、物理儲能、電池儲能大家都在推，但卻沒(méi)有一個(gè)占到主導地位”。
另外，徐東杰還指出，儲能的經(jīng)濟性也有待提高，包括初始投資壽命維護以及能量的轉化率等。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(jià)政策卻尚未出臺。不僅如此，儲能的市場(chǎng)機制不完善，也缺乏一定的數據支撐，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(lái)講并不是一個(gè)實(shí)體的系統，而是一種技術(shù)，是一種集成原網(wǎng)和多種能源及儲能負荷的技術(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(wèn)題，中國電力科學(xué)研究院電工與新材料所所長(cháng)來(lái)小康認為，現階段我國主要解決的就是分鐘級到小時(shí)級的儲能問(wèn)題，而這個(gè)階段儲能的問(wèn)題，恰恰是電池、電化學(xué)的強項。發(fā)電側、用電側恰恰在這些時(shí)段上，能顯現出比較明顯的效果。
目前，儲能還處于各項技術(shù)并駕齊驅的階段，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(shí)也是各有制約?？稍偕茉窗l(fā)電相對常規電源而言，最大的不同是由于其間歇性帶來(lái)的輸出功率波動(dòng)，未來(lái)對于大規模接入系統的可再生能源發(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(ài)索能源科技股份有限公司智慧能源事業(yè)部銷(xiāo)售總監白恩全表示，鈉硫電池有望在微電網(wǎng)中大有可為。“首先是使用壽命長(cháng)，持續時(shí)間長(cháng)，是電能存儲有效的一個(gè)方式；預防性的維護是最少的，并且可以針對部分系統進(jìn)行維護，其他部分可以正常運行；通過(guò)配備高速的儲能雙向逆變器還可實(shí)現高速響應，響應時(shí)間可達到毫秒級；具備高可靠性，由于系統幾十年的累計經(jīng)驗，鈉硫電池已被市場(chǎng)認證，單個(gè)模塊的可靠性可以達到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(dòng)。比如在太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的非高峰時(shí)段，鈉硫電池可以提供6~8小時(shí)長(cháng)期穩定的電池供應，對于一個(gè)化石峰值的電場(chǎng)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(shí)間平移等，基本上電網(wǎng)所擁有的功能鈉硫電池都可以達到。”白恩全說(shuō)。
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。他認為，從經(jīng)濟性考慮，目前的普通鉛酸電池在0.45~0.7元/時(shí)，而鋰電池在1.5~3元/時(shí)，在工作溫度方面，目前鉛類(lèi)電池還可在零下40~60℃范圍內工作。
鄂爾多斯大規模儲能技術(shù)研究所所長(cháng)譚春青則認為，鉛酸電池是當前最成熟的技術(shù)，液流、鈉硫電池是目前相對成熟的新技術(shù)，而未來(lái)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)教授盧強也曾在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)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(gè)智能微能源網(wǎng)群，就必須發(fā)展壓縮空氣儲能。
重視智能終端監控
由于微電網(wǎng)以分布式發(fā)電電源為主，每個(gè)分布式電源的容量都不是很大，但往往數量眾多，這就使微電網(wǎng)的控制不會(huì )像常規電網(wǎng)，可以實(shí)現由電網(wǎng)調度中心統一控制及故障處理，這就對微電網(wǎng)的運行及控制技術(shù)提出了新的要求。
有專(zhuān)家表示，微電網(wǎng)系統的關(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行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監控，精確測量電池的剩余電量，同時(shí)對電池進(jìn)行充放電保護，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(lái)講，它跟傳統的大的電力技術(shù)有異曲同工之妙，但是也有很多的差別在里面，總體來(lái)講也是包含方案設計、運行控制、運行優(yōu)化、模擬方針、信息與通信等一系列的技術(shù)。
微電網(wǎng)的方案設計和運行策略具有極高的耦合性，“微電網(wǎng)約束了設備選型，包括系統結構、設備配置以及通訊方式、微電網(wǎng)運用的必要條件，統籌指導微電網(wǎng)的建設。”張炎說(shuō)。
另外，容量設計方面，微電網(wǎng)會(huì )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)參數和應用特點(diǎn)，根據用戶(hù)的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的選擇，之后再進(jìn)行整體的容量設計與評估。
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，都需要在統一的運行調度平臺下進(jìn)行統一的調度管理。
