CESTE2024|| 国网能研院李娜娜:微电网发展有关问题的思考

新能源采编储能 2024-09-04 19:34:27 155阅读 举报

  网讯:8月24-26日,由深圳市发展和改革委员会指导,中国化学与物理电源行业协会与南方科技大学碳中和能源研究院联合主办,100余家机构共同支持的碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会与新型储能技术青年科学家论坛在深圳召开。此次大会主题是“开拓新质生产力,推动储能产业高质量发展”。

  大会主办方邀请6位院士及100位行业专家分别从新型储能系统集成解决方案、长时储能技术及应用、虚拟电厂、工商业储能专场、新型储能电池、新型储能与电力市场、智能微电网、储能标准宣贯、新型储能技术青年科学家论坛等12个专场进行充分讨论交流。

  来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的500余家产业链企业,1012位嘉宾参加了本届大会,其中21家企业展示了储能产品解决方案,在线观众超过4万余人观看了开幕盛况。

  本次大会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会和中国储能网、数字储能网联合承办,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会专家委员会提供学术支持!

  8月25日下午,国网能源研究院新能源所高级研究员李娜娜受邀在“智能微电网专场”分享主题报告,报告题目《微电网发展有关问题的思考》。

  李娜娜:大家好!我来自国网能源研究院新能源所。国网能源研究院是国网公司的智库单位,主要从事软科学的研究。关于微电网方面,我们国网公司也是做了很多示范项目,我们院主要服务公司开展更好的服务微电网发展管理相关的研究。

  我今天分享的主题包括三个方面,首先是微电网的技术特征,从目前来看,国际上关于微电网并没有公认的定义,不同的国家和机构对它的定义也不同。最早提出微电网的国家是美国,2002年提出来的,他们提出这个概念主要为了解决本国的供电可靠性的问题,因为他们受征地建设的限制,通过微电网比建输电线路更容易。欧盟和日本提出微电网,主要解决分布式可再生能源高渗透接入的问题。我们国家提出微电网,是为了促进分布式能源的发展。从定义上来看,美国微电网是一种由负荷和微电源构成的,同时可以提供电能和热能,相对于大电网来说,是一个单一的控制单元。欧盟和日本主要是在一定区域内利用可控的分布式电源,根据用户提供电能的小型系统。

  微电网的定义是由分布式电源、负荷、监控和保护装置、能源管理系统以及按需配置的储能装置构成的,具有明确的电气边界,是一个位于用户侧、基本实现内部电力电网平衡的小型的共用电系统。根据是否接入电网,分为并网型微电网和离网型微电网。根据微电网的内涵,国家相关文里面也给出了相关的内涵,具备四个特征:一是微型,要求电压等级不能高于其电气范围内的最高电压等级,并且规定一般要在35千伏及以下,容量上原则要不大于20兆瓦。第二是清洁,要求微电网的电源要以新能源为主,装机容量不能低于50%。三是自治,要求微电网自己实现内部的生产和用能负荷基本平衡。四是友好,意味着微电网可以参与备用调峰以及需求响应这些双向服务。在满足用户用电质量的同时,也能够和电网实现友好的互动。

  在国家推动能源转型的过程中,以及电力市场建设过程中,也出现了一些类似微电网概念,比如增量配电网,分布式智能电网,源网荷储一体化、新能源直供电。但这些概念看着跟微电网有点像,但它相对于微电网来说还是有明显区别的,微电网有明显的特性,刚才已经谈到了。

  对于增量配电网来说,电压等级是指110千伏、220年千伏及以下的工业园区局域电网,通常不具备自平衡和独立运行的能力,分布式智能电网则是分布式新能源在发展过程中未来配电网演进的一种形态,它的概念要远远大于微电网的概念。三是源网荷储一体化,更强调本地的电源支撑,负荷的响应能力,一般是以园区级的源网荷储一体化项目的形式存在,没有明确的电气边界。最后一种是新能源直供电,它一般是指新能源通过非公网的形式开展供电服务,可以通过新能源直供电和新能源自备电厂的方式,一般新能源直供电也不要求自我调节能力,所以从特性来看,和微电网的概念具有明显的差别。

  第二部分是我们国家微电网发展的基本情况,从政策支持来看,刚才也介绍了,在2015的时候,国家提出要发展新能源微电网,2017对微电网进行了定义,也提出了微电网可以作为第二类的售电公司。关于微电网参与市场方面,国家相关政策明确了微电网可以参与各类电力市场,但是目前关于微电网参与市场并没有相关的实施细则。这也导致了微电网的收益来源比较单一。

  在技术研究方面,经过近几年来相关示范项目的建设,我们国家在微电网的设计、能量管理、控制方面的技术已经相对成熟了。但是受限于这些项目主要是以示范项目为主,扩展性、标准化以及模块化的程度不高。技术标准方面,目前国标行标都是以技术规范为主,还缺乏相关的管理标准。项目应用方面,目前还没有开展大规模的应用,主要以试点示范为主。

  从应用场景来看,根据应用场景、位置等因素的划分,微电网包括四个典型应用场景:第一类是村镇社区的微电网,这种微电网主要是用于村镇社区开发利用好它的可再生能源,支撑绿色的能源转型;二是商企建筑微电网,这种一般是帮助商企建筑提高用能的效率;三是工业园区的微电网,这种微电网是以分布式光伏储能微电网,主要减少企业的用能成本;四是偏远地区的微电网,主要解决偏远地区供电的问题,在一些输配电网不具备延伸条件的地区,我们通过建设微电网,为这些地区实现供电,保障它的供电可靠性。

  从目前统计的情况来看,前三种微电网主要是以示范为主,它的数量也偏少,我们国家大量的微电网主要是应用在青海、新疆、西藏这些偏远地区的微电网。

  从经济性来看,对于偏远地区的微电网,虽然它的建设成本相对比较高,但我们做了一个横向对比,如果这个地区做输配电网的延伸,和建设微电网满足它同样的供电要求,通过微电网的建设成本是远远低于输配电网的建设。

  下面看几个典型项目,第一个是园区级微电网,这是金风科技在北京总部的微电网,包括风光发电,还包括储能,还有燃机,这个项目在2020年已经实现了清洁能源占比超过50%的清洁能源占比情况。从节能成本来看,如果它没有通过微电网供电,全部网上供电的话,每年电费超过1000万,通过余电上网,建设微电网的年电费只有549万,每年能节约接近500万的成本。

  第二个是西藏阿里地区的微电网,这个地区最大的负荷已经超过了电网的最大出力情况。为了缓解这个地区的电力紧缺,通过输电和电网经济性评估,这个地区建设了一个水光柴都能互补的微电网项目,为这个地区实现了供电,也为我们国家偏远地区和弱电地区微电网供电的经验示范提供了样板。

  第三个是海岛微电网项目,这个项目位于浙江舟山的岛屿,这个岛屿上居民用电非常困难,用水也很困难,只能靠本岛送水。这个项目建设了一个能量管理系统,依靠柴油机和海水淡化,为居民提供电力和水的资源。它把水、光、柴油、储能多种能源汇集到微电网的项目里面,并且配了一套海水淡化系统,解决了当地用能和用水两难的问题。

  最后一个示范项目是楼宇的示范项目,这是国网南京公司建的一个楼宇智能化风光储的微网项目,这个项目主要聚焦解决多种分布式电源并网时的协调优化控制的研究。这个项目研究的技术有效地抑制了风光出力的不确定性。

  在双碳目标之下,以及新型电力系统的建设背景下,微电网应该作为和传统配电网共同发展的主体。

  未来发展定位我们认为有三个方面:

  一是有效促进分布式新能源就地消纳,通过内部源荷储一体化协调控制,有效抑制分布式电源的随机波动,削弱新能源接入对配输电网的冲击,降低对输配电网的不利影响,提升电网对分布式新能源的接纳水平。

  二是有利于提升电力普遍服务水平,这是我们对于输配电网不具备延伸的地区,或者成本比较高的地区,我们通过微电网解决偏远地区供电的问题,并且对农村的弱电地区,故障检修期间,微电网可以在供电范围内实现负荷不间断的供电。

  三是可以充分发挥源荷储协同互动水平并共同参与电力市场,可以通过微电网主体代表内部所有的分布式电源、储能,还有电力用户,共同参与电力市场,与输配电网进行交易与结算。

  为了更好地促进微电网的科学发展,我们提出了四个方面的建议:一是进一步地规范微电网的建设管理,包括供电区域的划分,运营主体的资质,业主的确认,包括电力业务许可办理,明确规模以上的分布式新能源要配置足额的储能,保障它的自治水平。二是要强化安全供电主体责任和明晰安全责任主体,因为微电网本身涉及内部有多个主体,需要明确它的相关责任主体。

  第二要加快标准的制修订,目前也没有明确的标准规范,我们要进一步加强相关规范的设计和研究。

  第三是规范微电网运行管理,同时要完善微电网参与系统调节的典型商业模式和市场价格,充分发挥微电网作为调节主体的能力。

  第四是进一步完善市场交易机制,为了进一步加强微电网的经济性水平,要充分发挥好产销者的双重主体,出台微电网参与电能量市场、辅助服务市场、需求响应的细则,同时要研究建立费用机制。因为对于并网型微电网来说,它享受大电网的备用,但并没有支付相关的成本,所以我们要进一步研究系统备用费的机制,将微电网最大用电负荷作为需量电费缴纳的标准提供系统备用成本。完善微电网作为需求侧资源参与电网互动和市场交易的支持政策,共同促进微电网市场效益的提升。

  我今天的分享就到这里,谢谢!

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作者:新能源采编
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分类:储能
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