微電網(wǎng)市場前景究竟如何呢?近日特變電工郝翔對此作出了解答图柏,未來微電網(wǎng)將以新業(yè)態(tài)方式參與電力市場,做新能源行業(yè)最主要的目的也是為了可以有效改善問題朋凉,具體情況如何呢?下面跟小編一起來了解吧架揉。
微電網(wǎng)的發(fā)展背景命雀。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展翔始、資源緊張和環(huán)境污染緊密聯(lián)系。現(xiàn)在由于環(huán)境受到影響撑螺,中國人均能源消費資源擁有不到世界水平的一半含思,但中國GDP能耗是世界平均水平的2.5倍,必然會造成資源緊張和環(huán)境污染甘晤。我們做新能源行業(yè)都是在致力于改善問題含潘,發(fā)展清潔能源必然是趨勢。清潔能源存在很多問題线婚,風力發(fā)電遏弱、光伏發(fā)電和水電站盆均。光伏發(fā)電為例,由于地球是公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的差齐,會導(dǎo)致地面確切地點光伏的日照輻射有變化拼仆。風電也有類似的問題。
時間維度分布不均衡拨喝,空間維度不均衡。現(xiàn)在我國最大的風能資源區(qū)是內(nèi)蒙古和甘肅北部劳威,能源負荷較大的區(qū)不一定能供應(yīng)上故厕,還需要一些特高壓直流和交流傳輸通道。為了解決能源分布不均勻鸯式,以及時間維度和空間維度上不平衡萧揩,很多專家提出能源互聯(lián)網(wǎng)的概念,就是實現(xiàn)新能源的廣泛接入用印。這個概念提出以后有很多不同的概念泊鹿,但組織架構(gòu)都是一致的。國網(wǎng)提出全球能源互聯(lián)網(wǎng)的概念做鸽,主張是清潔能源為主蒙棱,高壓和特高壓電網(wǎng)為網(wǎng)架。國外的研究中心和國內(nèi)企業(yè)也提出很多概念范咨,主要包含清潔能源和特高壓的直流故觅、交流以及高壓的直流和交流,以及智能微電網(wǎng)渠啊。
能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系输吏。它包含了能源生產(chǎn)到能源輸配,再到能源存儲和能源消費替蛉,貫穿生產(chǎn)到消費的全流程贯溅。技術(shù)分為三層面,設(shè)備層躲查、信息層它浅、應(yīng)用層。技術(shù)包括的很多熙含,高效的太陽能利用技術(shù)罚缕,現(xiàn)在已經(jīng)技術(shù)非常成熟。先進的輸電技術(shù)和柔性直流輸電技術(shù)怎静。智能微電網(wǎng)技術(shù)和能源路由器技術(shù)邮弹。智能微電網(wǎng)技術(shù)從能源生產(chǎn)到能源輸配再到能源存儲和消費,整個鏈條的全部技術(shù)覆蓋祟背。提高能源互聯(lián)網(wǎng)可以過渡到智能微電網(wǎng)沸芍,如果真的做到能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型雨冒,那需要底層的能源互聯(lián)網(wǎng)。
智能微電網(wǎng)的提出有很多概念累变,主要指分布式電源扛浸、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置囊弥、負荷監(jiān)控和保護裝置濒陈,按照一定的拓撲結(jié)構(gòu)組成小型的發(fā)配電系統(tǒng)。概念的提出為了促進新能源高比例的接入姚库,以及能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展嘶遏。國外出臺很多儲能政策,日本也同樣如此被紊。我國也出臺一些政策宰爆,2009年至今出臺法規(guī)和政策,推進微電網(wǎng)建設(shè)和實行辦法丝仿。微電網(wǎng)市場環(huán)境看分為兩種蟆豫,聯(lián)網(wǎng)型和獨立型的微電網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)型的微電網(wǎng)可以分為兩個主體懒闷,用戶用電的主體十减,包括工商業(yè)園區(qū)和數(shù)據(jù)中心的。售電主體包括分布式能源的投資商毛雇,售電公司和電動汽車充電站等能源服務(wù)商嫉称。
獨立微電網(wǎng),主要是用于海島灵疮、邊防哨所沒有電织阅,解決當?shù)毓╇妴栴}的市場。微電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展情況震捣,美國維斯康辛麥迪遜提出了微電網(wǎng)的概念荔棉,再到GE和甲骨文等公司都進來做一些微電網(wǎng)示范。世界范圍做的很多蒿赢,但這只列了一些典型润樱。
國內(nèi)的微電網(wǎng)發(fā)展狀況,最早從舟山做離網(wǎng)型的微電網(wǎng)羡棵,再到內(nèi)蒙古可再生能源的微電網(wǎng)群壹若,再到江蘇和廣東做的交直流混合微電網(wǎng)。微電網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用在哪里?工業(yè)園區(qū)鹤莹。我們自己的園區(qū)也會建分布式光伏和分散式的風電绰蚁,還會采用一些電池儲能,也會有一些負荷∴夜可以賺取峰谷電價差呕漾,它的負荷比較穩(wěn)定可以實現(xiàn)計劃的排查,可以降低園區(qū)的技術(shù)配套凰侈,提供園區(qū)的工業(yè)可靠性锋力。針對工業(yè)園區(qū),用到儲能實現(xiàn)的成本很高郎丰,用在園區(qū)里目前用電的峰谷價差比較小吩饶。商業(yè)綜合體的優(yōu)勢是峰谷電差會大,為儲能接入后的微電網(wǎng)經(jīng)濟性提供保障洛惹。海島和山地的無電地區(qū)锚署,以前有水就利用小水電的方式,大的還是采用柴油發(fā)電刻撒。泰國的一個島嶼是柴油發(fā)電的趨勢,度電在一塊六耿导。如果現(xiàn)在采用微電網(wǎng)的形式声怔,供電成本可以將到七毛。
工業(yè)園區(qū)用能現(xiàn)狀分析舱呻。分為四種負荷醋火,重點需要保障的負荷,可中斷的負荷箱吕,可轉(zhuǎn)移的負荷芥驳,后期增融負荷。針對這些負荷可以看出園區(qū)的負荷種類很多茬高,也很復(fù)雜兆旬。北京可以看出尖峰時大規(guī)模用電可以做到一塊以上,谷值是三毛七左右怎栽。峰谷電價差可以接近達到八毛錢左右丽猬,上海同樣也是,北京存在尖峰的電價值熏瞄。一般園區(qū)采用的計價方式是兩部分脚祟,一部分是基礎(chǔ)的電價,一部分是電網(wǎng)的電價惊申±迷埽基本的電價是按照變壓器的容量去收的,一個園區(qū)是60兆瓦的商麻,那需要每個月固定交60兆瓦的費用筝贮。典型的工業(yè)園區(qū)以兩步的電價為例,這也是實際統(tǒng)計的數(shù)據(jù)咏哈。工業(yè)園區(qū)來看阀洛,非居民用電的電量統(tǒng)計出來占6%蒂茶,基礎(chǔ)容量配套費占42%,度電費用52%调拳,基本電費占的比例很大小梢。峰谷時段的用電時刻,峰占35%杀肩,平時段是37%挤奢,有很多優(yōu)化的空間。現(xiàn)在的工業(yè)園區(qū)面臨很多問題洞难,包括運營成本高舆吮,而且存在很大的空間,未來有擴容需求队贱。我們認為園區(qū)建設(shè)微電網(wǎng)是解決園區(qū)供能問題的有效手段色冀。
園區(qū)級的微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提供云上的數(shù)據(jù)接入和分析柱嫌。中間層是管理系統(tǒng)負責微電網(wǎng)的系統(tǒng)管理锋恬。交直流混合的微電網(wǎng),如果采用能源路由器编丘,那可以替代微電網(wǎng)里面的中央控制器和能源管理系統(tǒng)与学。我們想提供服務(wù),系統(tǒng)解決方案的服務(wù)嘉抓。微電網(wǎng)的負荷情況不同索守,園區(qū)的生產(chǎn)情況不同,建的微電網(wǎng)是定制化的問題抑片,需要根據(jù)負荷情況分析如何做容量配備和分析設(shè)計卵佛。需要提供解決方案和能耗分析。多時間尺度能量管理议乐,從云層到管理層實現(xiàn)相應(yīng)功能取涕。通過數(shù)據(jù)和云平臺進行遠端的運維功能。一次設(shè)備層谒绍,能源路由器是什么樣的設(shè)備?路由器到底是什么痛恃,它和傳統(tǒng)的因特網(wǎng)路由器有什么區(qū)別?有相似的地方,要為所有的設(shè)備提供接口底悍。要有交流和直流的接口杜糕,要高壓和低壓的接口,要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制功能蜡瓜。放在能源上要實現(xiàn)能源的控制悉种。我們認為能源路由器可以接到光電和風電等設(shè)備。
能源路由器的本質(zhì)是電力電子設(shè)備,以前是電力電子變壓器函唾。電力電子變壓器是在1970年時巢季,由美國GE研發(fā)中心提出,主要想通過電力電子的變換技術(shù)加高頻的技術(shù)替代傳統(tǒng)的變壓器味扼。為什么最終采用了交流?技術(shù)路線可以看出沾谓,直流的變化想有點變化很困難,采用銅和鐵做變壓器可以實現(xiàn)電氣的隔離和絕緣戳鹅。到目前為止交流也是現(xiàn)在電網(wǎng)的主要架構(gòu)均驶,1970年時GE提出了電力電壓器存在問題,成本非常昂貴枫虏。器件的技術(shù)發(fā)展非掣狙ǎ快,現(xiàn)在做電力電子變壓器時可以把性能技術(shù)指標做到和變壓器匹配的層面隶债,所以有人又開始做電子電壓器腾它。實現(xiàn)的功能都是一樣的,最終是想實現(xiàn)電能和信息的湖向互動死讹,實現(xiàn)用戶的友好接口携狭。重量會變輕,體積變小回俐,無污染,實現(xiàn)多種電源的變化和結(jié)構(gòu)匹配稀并,實現(xiàn)交直流的匹配和高低壓的匹配仅颇,實現(xiàn)潮流雙向控制。
阿爾斯通梗力、GE瘦肥、龐巴迪都有應(yīng)用,技術(shù)原理和拓撲結(jié)構(gòu)都完全一樣筷品。最初想用于新能源和微電網(wǎng)挟伯,經(jīng)過三年開發(fā)做出一款產(chǎn)品,產(chǎn)品是采用6米的集裝箱標準設(shè)計絮眨。輸入功率是一兆瓦拇支,輸出高壓交流電壓等級是10千伏,低壓是直流八百低白。最大效率是98.2%唬爹,傳統(tǒng)逆變器效率會到98.5%,再加上廂式變壓器的效率也是98%左右酣夫。如果采用能源路由器替代逆變器押赋,那整機的效率可以提高一個點以上。電子電壓器和路由器的研發(fā),屬于世界前沿技術(shù)仙冕。我們做工作時也遇到很多問題粱快,設(shè)計時采用模塊化低壓側(cè)并聯(lián),高壓側(cè)串聯(lián)的架構(gòu)叔扼。整個機器是由某一個單元組成事哭,如果其中有一個發(fā)生故障可以直接進行更換。采用模塊化以后還有好處币励,我們會保證系統(tǒng)在線不停地運行慷蠕。當需要檢修時,剛達到檢修的時間時食呻,我們會把模塊一更換流炕,可以保證微電網(wǎng)接口的關(guān)鍵設(shè)備運行。
大家提到了98.2%的效率仅胞,怎么可以做到?碳化硅功率器件的工程化應(yīng)用技術(shù)每辟,雙有源橋電路的軟開關(guān)技術(shù),還有高頻隔離干旧、高功率密度設(shè)計技術(shù)渠欺,整體最大效率可以做到98.2%。作為交換設(shè)備需要有卓越的共性椎眯,采用分層分級的控制架構(gòu)和綜合處理器酥丛,最終實現(xiàn)卓越的動態(tài)。我們提供集中式的高壓直接并網(wǎng)方案咒舰,還有直流回流型組串式高壓直接并網(wǎng)方案蘸暮。第二種針對地形復(fù)雜情況下提供的方案。傳統(tǒng)組串式的發(fā)電埂帜,光伏板通過逆變器和AC電纜才能上到交流電網(wǎng)懊据。采用集成化的產(chǎn)品可以通過電子路由器,真正的實現(xiàn)大道至簡跑科。光伏并網(wǎng)是高壓替代低壓接纽,直流替代交流。我們在西安園區(qū)進行示范應(yīng)用贝渣,一年多的數(shù)據(jù)測量可以做到98%以上阶铝,夜間待機損耗20W。
交流微電網(wǎng)可以賺取峰谷電價差确告,提高供電可靠性疙鹃,降低能耗,保證環(huán)境污染咆下。西安園區(qū)的微電網(wǎng)為例赵颅,光伏是2兆瓦時虽另,配備1兆瓦時的儲能系統(tǒng),投資回報周期6.1年左右饺谬。技術(shù)上要降低基礎(chǔ)容量15%捂刺,額外提升10%的光伏自發(fā)自用電量。
電動汽車的發(fā)展充電是直流募寨,而且到光伏發(fā)電也是直流族展,再到儲能電池的接入也是直流。交流的微電網(wǎng)將直流的所有負荷進行直流到交流的變化拔鹰,浪費很多損耗仪缸,而且增加了成本。設(shè)備是高度集成的列肢,可以適應(yīng)多方面的適應(yīng)周期恰画。交直流的混合微電網(wǎng)和傳統(tǒng)的交流微電網(wǎng)相比,效率可以提升6.5%瓷马,成本可以節(jié)約22%拴还。
微電網(wǎng)市場前景。微電網(wǎng)在未來的三年內(nèi)市場規(guī)模穩(wěn)步增長裂怕,在建以及投入的微電網(wǎng)示范工程超過四百多個症影,輻射到歐美、歐洲椒缀、東亞垦亲。微電網(wǎng)會以新業(yè)態(tài)方式參與電力市場。如果我們的直流負荷占比非常高脑播,那交直流混合微電網(wǎng)非常有價值常迹,能源路由器會終結(jié)交直流之爭。