北极星智能电网在线讯:11月5日,由中国产学研合作促进会、中国报刊协会和中国经济网联合主办,中国微能源网产业技术创新战略联盟承办的2016泰山论坛暨《巴黎协定》实施研讨会、中国微能源网产业技术创新联盟年会在京召开。
华北电力大学输配电系统研究所所长、国家973计划能源专家咨询组成员张建华在论坛上表示,当前,我国以煤为主的能源产业结构和能源分布不合理等问题亟待解决,因此我国应该大力发展微能源网,并逐步过渡到能源互联网。他表示,微能源网和传统电网其中一个最主要的区别就是微能源网可以对分布式能源进行就地消化、就地平衡,同时也可以和大电网进行能量交换,因此微电网内部的控制和相关保护技术,和大电网相比有一些相应的区别。
华北电力大学输配电系统研究所所长、国家973计划能源专家咨询组成员张建华。
以下是发言全文:
各位领导、嘉宾,大家上午好!我占用大家一点时间,简单汇报一下我们在微电网和综合能源系统研究方面的一些感受感受和想法。
与众不同的中国能源行业
我们分析了一下,我们国家能源和国外能源相比有两个很重要的特点:
其中一个特点就是能源的结构,以煤为主,和国外发达国家相比结构是落后的。我们70%的能源结构水平在欧美和日本的发达国家是处于上世纪50年代的水平。现在经过21世纪初,我们统计,国外特别是欧美发达国家,煤炭、石油、天然气占的比例大概是各占1/3,而我们现在国家仍然是以煤为主的结构。这就造成了今天我们看到的雾霾,燃煤排放的二氧化碳水平比燃气或者其他能源排放得要高,所以这是我们国家能源结构的第一个特点。
第二个特点就是能源分布不合理,能源分布主要在西部,负荷中心却在东部。比如说以电为例,煤炭基地在内蒙、山西、甘肃、新疆,水电资源在西南、澜沧江、长江上游、雅鲁藏布江、三峡,负荷中心在东部。所以这样造成一个能源的分布极不合理,造成了西能东送的一个格局。而且从区域电网的结构来考虑,每一个区域电网基本上也是西能东送,或者西电东送的布局,这就造成我们要把能源远距离的输送送到东部发电。
从电力方面我们统计了,大概2/3的负荷是集中在东部地区,而2/3能源在西部地区,有1/3的能源要从西部搬运到东部。正是由于这个原因,我们要考虑能源的就地消纳、就地生产,所以我们国家发布了一个规划,到2020年分布式能源所占的比例大大提高啊,主要是光伏、小水电、微型天然气、风电和其他分布式能源。
如何面对大范围接入的新能源?
现在就提出一个问题,就是怎么面对大范围接入的分布式能源,波动式的太阳能、风能,如何进行控制。
怎么满足分布式能源对可靠性的要求,对各种电力服务的要求?其中很重要的一个方面就是微能源网,我们从微能源网逐步过渡到微能源网以及能源互联网。微能源网和传统电网其中一个最主要的区别就是微能源网可以对分布式能源进行就地消化、就地平衡,同时也可以和大电网进行能量交换,因此微电网内部的控制和相关保护技术,和大电网相比有一些相应的区别。
比如说大电网主要是单向潮流、简单交互,从发电厂通过输电线路到用户,而微电网是内部的循环,所以是双向操作。用户和电网之间可以交换能量,是双向的流动,是主动交互,这是微电网和传统电网本质的区别。
如果微电网控制得好,对大电网有一个比较大的支撑作用。比如说大电网出故障了,微电网可以提供供电可靠性,我们可以更多、更好的消纳新能源和可再生能源,有更低的供电成本。微电网内部可以提升可再生能源的效率,特别是多种能源互补的时候,对提高可再生能源的效率起到作用。可以对大电网提供相关的辅助服务,比如说调频、调压服务,通过微电网内部控制措施,可以对相应的指标进行处理。
微电网的主要关键技术
微电网有几项主要关键技术:
第一个就是微电网内部分布式发电的控制技术,微电网的能量现在还没有一个完整的界定,从几十千瓦到几十兆瓦,所以运行方式要灵活,分布式电源要保证及时性和环保性。
第二个就是控制保护技术,由于微电网分布式电源在用户侧,所以过去传统的控制和保护技术有一些不适应微电网的情况,在这方面我们也做了很多工作。
第三个就是微电网的储能技术,随着我们的储能成本逐渐降低,储能对分布式可再生能源平抑波动性,在峰谷差的调节过程中发挥了很重要的作用,所以目前储能本身之所以没有广泛的应用,主要是经济性能低。随着储能成本的下降以及储能技术不断的成熟,对平抑可再生能源波动性,提高经济性、灵活性,会发挥很重要的作用,这方面是其中的一项关键技术。
第四个就是微电网能量管理技术,如何管理分布式能源,如何管理微电网中的各类负荷调节,可以很好的协调运行很重要,这是能量管理很重要的作用。
第五个当多个微网之间形成微网群的时候,如何进行协调和控制?这也是微电网当中的一项关键技术。在国外微电网群的技术研究,比如说在法国里昂形成了十几个微电网群,微电网群之间的协调控制和互补运行,这也是其中的一项关键技术。
在微电网这方面我们也承担了IEC三项国际标准制定,IEC标准中国主导的只占0.3%,微电网的标准是三个国际标准都由我们主导,另外我们承担了两项国内能源局团队标准,也是微电网方面的标准。
微电网的接入可能会使配电系统发生根本性的变化,比如说可以使配电网从传统单向辐射的网络转变为双向潮流流动的网络,配电运行就会发生变化,会变成有源的网络,所以运行、保护控制方式就会产生很大的变化。另外用户侧,本身灵活的运行在微电网内部,用户负荷和管理方式上都会发生变化。
从微电网向能源互联网过渡
我们通过微电网的建设,相对来讲可以补充大电网对投资的不足,通过分布式能源和微电网本身的建设,可以降低对配电系统对电能的需求,减少或者减缓配电网的投资。
此外多能互补的微能源网,刚才冯东副理事长也介绍了,我们现在研究微电网过程中也发现,多种能源互补,特别是用户侧,水、电、气各种能源的互补,将使将来电力市场的最终格局产生深远影响。
也就是说用户和电力之间会形成一定的关系,可以向配电网购电,也可以出售相关电能,所以参与效率就大大提高了,竞争也会更加激烈。
