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我国微电网技术走向“岛礁应用”_能源
时间:2019-07-24 16:00 作者:admin666 来源:
 

  面对数千海岛的电运难题,经过多年的努力,我国微电网技术从“实验室技术”走向“岛礁应用”,突破性落地,并逐渐探索出一条符合我国岛屿特点的微电网建设路径,预计“十三五”后期产业将呈爆发式增长。

  在取得全面突破和仍面临多重难题的情况下,我国还需要通过政府引导和市场运行的双引擎,将国家政策扶持和民营企业经验相结合,共同深化微电网技术战略布局,加快占领全球微电网市场的制高点。

  数千海岛电运难题实现精准突破

  我国海岛数量众多,面积大于500平方米的海岛有6961个,海岛电力保障是实现岛屿有人居住、值守、宣誓主权、捍卫战略要冲的关键条件,但一直以来偏远海岛电力稳定是困扰驻军用电、海事、通讯等的重大问题。

  近年来,我国启动了大量与“微电网”密切相关项目、课题、技术攻关,包括浙江南麂岛、鹿西岛、东福山岛微电网、江苏连云港车牛三岛微电网等顺利实施,意味着我国已经突破困扰全球海岛电网运行的诸多难题。

  连云港车牛三岛距离连云港60多公里,2012年之前,岛上中国移动、海事局、边防驻军均依靠柴油、太阳能、风力发电系统供电,但各自为政,电源和电网“不共享”“不交换”“不补偿”,电网“不稳定”“效率低”。国家电网江苏省电力公司启动微电网建设项目时,中国移动10千瓦风力发电机几乎处于瘫痪状态,海事光伏电站也折损严重。通过“微电网”改造,如今30千瓦屋顶光伏、30千瓦柴油发电机和铅碳电池储能实现了军事设施、通信设备、海水淡化系统以及空调、冰箱、日常照明等用电负荷需求。

  国家电网浙江省电力公司对浙江省南麂岛采取风能、太阳能、柴油发电和蓄电池储能相结合的风光柴储分布式发电综合系统,利用太阳能和风能,通过4套锂电池组和2个超级电容来进行储能,确保稳定供电的同时做到低碳、低排放。

  经过多年努力,我国微电网已经具备从“实验室向实战地”转化的能力。电网浙江省电力公司、江苏省电力公司、南方电网广西公司等地方通过大量科研课题投入,探索出一条基于中国海洋岛屿特点的微电网建设路径。

  江苏电力科学院专家袁晓冬介绍,智能微电网具备“可思考的大脑”,对于全国所有“高海边无”(高海拔、海岛、边防、无人区)地区的持续可靠用电具有重要意义:“这些突破意味着我国已经占据全球微电网技术的前沿地段,而且占据了微电网技术‘标准制定’的话语权。”

  微电网深度布局面临三大难题

  尽管国家能源局等多个主管部门已经出台了鼓励微电网的措施,但从技术论证到产业快速发展期,仍然面临着以下障碍:

  一是缺乏市场化运作的机制,前期投入均是按照项目课题方式运行,缺乏符合市场规律的投入成本考量模式。

  现有的示范项目基本上都是民生工程,依托于科技攻关项目而建设,缺乏商业价值论证。车牛山岛微电网项目试验性经费超过600万元,还仅仅局限于对微电网操控项目以及一些设备采购的开支。分布式电源和配套设备成本较高依旧是制约微电网上下游供应商、运营商实现规模化商业实践的主要因素。尽管过去5年分布式光伏发电成本降幅超过70%,但成本仍是常规能源发电成本的两倍左右,对政策补贴依赖度高。分布式能源的燃气轮机、内燃机我国还很难有“进口替代”的设备,导致我国微电网的初投资和运维成本都很高。

  南方电网广西公司技术专家坦言,缺少专门针对微电网设计的补贴机制,大量成本难以覆盖,缺乏有效反映微电网供电可靠性、运行灵活性价值的市场体系,都是制约微电网商业化、规模化发展的重要因素。

  二是整个行业缺乏顶层设计,行业工业标准体系还不完善。

  多项涉及微电网的技术规范、运营管理、建设许可等方面的标准正逐步得以制定并发布。但总体看,我国微电网的行业标准还处在起步阶段。

  多位一线微电网技术专家坦言,由于我国微电网的行业领域还缺乏明确的顶层设计,大量细节性、可操作性的技术规范,尚未出台,导致微电网市场的巨大潜力尚未打开,更多的技术成长空间也未能实现与“电网建设”“市场规模”同时突破。

  据南方电网广西南宁供电局计划部主任蒋权辉介绍,光伏电源厂家并网接入系统不统一,运维中极易产生“小微电源倒送电”的安全风险,这是导致行业无法大范围应用的重要原因。

  三是微电网分布比较分散,后期运维的人工成本高。

  综合业内人士观点,考虑最低化生命周期成本,对蓄电池和电力电子设备可靠性要求高,微电网设计寿命应该在20年以上;储能逆变器要求具备集成管理多种可再生能源,支持多机并联满足模块化拓展的能力;可靠、低成本的通讯方式,能够支持即时的电源、负荷运行状态数据的采集,方便远程运维;对于终端用户而言,需要更加便捷的支付方式,对于微电网运营商而言,需要统一的、清晰的交易管理和账目管理。“这些都是迫在眉睫需要解决的问题。”

  加速占领全球微电网市场

  业内人士建议,我国微电网岛屿应用领域取得全面突破的前提下,应通过政府引导和市场手段并行的方式,加快占领全球微电网市场的制高点,在我国边防要冲沿海岛屿的战略军事要地加快使用。

  一是从国家战略高度,加快推动沿海岛屿微电网技术的应用和推广。

  由于微电网规划、设计、建设具有很强的“一岛一策”“一地一策”的特性,国家应给予国家电网、南方电网等大型国有企业更多的科研类型项目支持,并将已经具备推广能力的成熟的设计方案、产品等向更多领域推广,通过科研项目立项、执行、验收等方式,推动微电网在更多领域中的广泛应用,为我国迈向“海洋强国”奠定稳定的“能源基础”。

  二是借鉴民营企业在海外微电网建设运营方面的成功经验,为条件适宜的海岛推动微电网市场化提供重要“民间力量”。

  南方电网广西调度中心专家建议,充分掌握民营企业在巴西、塞内加尔等国家和地区“微电网”建设和运营的成功经验。如杭州海兴电力科技股份有限公司就有海外配网资产运营,巴西子公司EPCE为巴西最大的配网公司CEMIG提供运检服务,覆盖155个城市的配电网络。

  三是对沿海岛礁的风光油气等能源数据进行全面盘点,为微电网在岛屿的推广奠定重要的“气象数据基础”。

  我国微电网试验涉及不少岛礁,其水文、日照等气象数据存在缺失,大量数据通过科研项目合作的方式,从美国、欧洲、日本以及其他发达国家和地区获取。业内人士建议,加快建立统一的沿海岛礁气象、日照、水文、潮汐、洋流数据收集、分析、研判、预测体系,这既是为微电网建设提供重要的数据支撑,也是弥补我国沿海数据不足的重要渠道。

  四是以市场化手段全力推动微电网在数千孤岛中的应用。

  电力体制改革的市场放开能在短时间里实现“爆炸式增长”的平台就是微电网和微电网群。单靠分布式发电或者储能只是一种能量的调度或者生产形式,不能构成收益平台,而微电网或者微电网群能够更好实现运营优化管理,是最基础的基础平台和装备平台。因此宜尽快将微电网建设提到国家的战略日程,在孤岛上加快推广应用。

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