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分布式光伏+储能的独立型微电网商业化发展前景

日期:2021-06-30    来源:北京北变微电网技术有限公司

国际储能网

2021
06/30
23:50
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关键词: 光储 微电网 储能系统

本文主要介绍了微电网的基础知识、独立型微电网、典型方案与成本核算、商业化发展前景等内容。

1、微电网概述

(1)微电网的定义

· 微电网(Micro-Grid)是由分布式电源、负荷、储能、变配电和控制系统构成的小型电力系统。

· 微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治电力系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤网运行。

· 微电网是相对传统大电网的一个概念,发展微电网能够充分促进分布式可再生能源的大规模接入。微电网与大电网是相辅相成的,尤其在大电网没有覆盖的地区可以发挥更大的作用,以弥补大电网的不足。

(2)微电网的划分

· 按照运行方式划分:并网型 孤网型(独立型)

· 按照电网类型划分:交流微电网 直流微电网 混合型

· 按照电压等级划分:低压(400V-1kV) 中压(1-35kV) 高压(35kV以上)

· 按照规模划分:

小型(电网容量〈500kVA)

中型(500kVA<=电网容量〈6MVA)

大型(电网容量〉6MVA)

(3)微电网的应用

2、独立型微电网

独立型微电网:不依赖于外部电网,可以通过分布式电源、储能系统独立、稳定、长期地给负荷供电。

可分为直流型、交流型、交直流混合型三种。

为什么要发展独立型微电网系统?

· 在现阶段,在大电网覆盖的经济发达地区,微电网的供电成本远高于大电网,缺乏经济性

· 尤其是并网型微电网,易被大电网替代,缺乏竞争力

· 但在大电网没有覆盖的地方,例如岛屿、偏远地区、城市周边、旅游景点等,微电网反而具有优势,因此迫切需要发展独立型微电网。

2·1、分布式电源

(1)独立型微电网相关的分布式电源

光伏发电

风力发电

燃气发电(天然气、沼气)

生物质发电

海洋能发电

小水电

柴油发电

(2)分布式发电的优缺点

优点:可利用丰富的清洁和可再生能源。

缺点:一些可再生能源具有间歇性和随机性。

(3)独立型微电网相关的分布式电源

· 其中分布式光伏是最有潜力的可再生能源,适应面广,受限制少,技术进步快和成本下降迅速,最有应用前景。

· 现阶段发展分布式光伏的困难与对策:

(地难找,电难接,补贴慢,用电需求不稳定)

(对策:可以采用独立型微电网方式,不依赖于电网;寻求适合的用电需求,真正实现自发自用)

2·2、储能系统

(1)独立型微电网相关的储能系统:

· 化学储能

铅酸电池、铅酸胶休电池、铅碳电池、铅品电池

锂电池:磷酸铁悝、锰酸锂、三元、钛酸悝,

液流电池:全钒液流、锌溴,

镍氢电池、钠硫电池、锌空、锂空)

· 物理储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮、相变储能、超级电容器、超导储能、蓄热蓄冷)

储能系统是独立型微电网不可或缺的组成部分,也是造成微电网系统成本高的主要原因。

需要找到大輻降低储能成木的方式方法:

a. 技术进步

b. 商业模式创新

(结合电动汽车充放电、退役电池梯级利用)

3、一个典型的独立型微电网系统

(1)系统规模、组成部分及造价估算:

· 分布式光伏发电(100kW)(70万元)(采用单晶硅、多晶硅,组串式逆变器,含施工)

· 铅碳电池储能(50kW*2H)(8万元)(铅碳电池目前性价比较高)

· 储能整流、逆变系统(10万元)

· 负荷(功率小于150kw,日用电量小于400kWH)

· 配电系统(3万元)

· 电网控制系统(2万元)

· 其他费用(5万元)

· 合计:98万元

· 按照习惯,以分布式电源功率核算,上述配置典型独立型微电网系统的单位造价:9.8元/每瓦

(2)可满足的用电负荷:

· 交流型(日常用电:照明、空调、电机)

· 直流型(电动汽车充电、LED照明)

(如果分布式发电、储能、负荷都直接采用直流方式,则系统的效率更高,成本更低。预计可降低成本]以上,提高效率5%以上)

· 交直流混合型

目前独立型微电网技术上都己成熟,成本可控,具备推广条件。

4、商业化发展前景 

4·1、独立型微电网推广面临的困难

面临困难:

· 成木高(分布式电源、储能)

· 生命周期短与运营维护难(主要是储能寿命短,微电网控制及能量管理的技术较复杂)

· 政策支持不足:独立式的可再生能源(风、光等)发电的计量与补贴申请困难。目前国家对于独立型微电网,及涉及的可再生能源发电、储能、变配电及控制系统,尚无明确的计量标准与支持政策。

· 观念和认识有待提高

4·2、对策

发展独立型微电网的对策:

· 分布式发电成本下降(趋势是:光伏发电成木〈火电)

· 储能技术进步,电池寿命延长,成本降低

· 多方争取国家认可独立型微电网可再生能源(风、光等)发电的计量(制定标准并推广实施),并及时给与现有政策的各项补贴;在发展前期,也能给予独立型微电网、储能补贴政策。

· 结合新型的负荷的推广应用机会:电动汽车充电、煤改电供暖、地热泵。

4·3、商业化发展前景展望

(1)独立型微电网的发展前景展望:

· 基于分布式光伏+储能的独立型微电网,最有前景

· 将首先在特殊应用场合取得突破(电动汽车充电、岛屿供电)

(2)未来用户用电有两种选择;大电网、独立微电网

· 未来的大电网将是:昂贵的、地域受限、不方便灵活的,

· 未来的独立型微电网将是:便宜的、限制少、方便灵活的。

4.4、独立型微电网的推广应用

典型推广应用方向:

· 独立光伏电动汽车充换电站

· 独立光伏水泵灌溉系统

· 独立光伏制氢系统

· 独立风光储村庄供电系统

· 独立风光柴储岛屿供电系统

· 独立风电海水淡化系统

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