【電力】亮報:我國微電網發展需關注的問題
由于常規能源的有限性以及日益嚴重的環境污染等問題,可再生能源的開發利用已成為全球性的趨勢,合理調整能源結構,大力開發可再生能源和其他新能源,走多元化潔凈能源發展道路,是我國社會可持續發展的必由之路,我國已將“分布式供能技術”列入2006~2020年中長期科學和技術發展規劃綱要。然而,由于風、光等分布式能源的波動性,使其在并網或獨立供電系統應用中遇到較大困難,國內外研究結果表明,充分利用風、光等資源在時間上的互補性,并與儲能系統及其他發電系統結合組成的微電網系統是一種非常有效的途徑。微網技術已成為未來分布式發電供能系統集成技術的核心,是分布式發電大規模工業化應用的關鍵。
眾所周知,微網一般通過單點接入大電網,即從電網端看進去微網是一個可控發電單元或者負荷。這樣可以充分利用微網內各種分布式電源的互補性,能源的利用更加充分,并且減少各類分布式電源直接接入電網后對大電網的影響,同時方便配電網的運行管理,降低因電網升級而增加的投資成本,降低輸電損耗,并有利于減少大型電站的發電備用需求。
同時,由于微網有兩種運行模式:并網模式和孤島模式。在并網模式下,負荷既可以從電網獲得電能也可以從微網獲得電能,同時微網既可以從電網獲得電能也可以向電網輸送電能;當電網的電能質量不能滿足用戶要求或者電網發生故障時,微網與主電網斷開,獨立運行,即運行于孤島模式。從而有利于提高用戶的供電質量和可靠性。
然而,微網目前在國內外都還處于實驗室和工程示范階段,在實際應用中還存在諸多挑戰。
首先,微網建設、運營模式與目前電力法規存在一定的沖突,國家相關政策尚不明晰,已成為微網未來發展的主要障礙。
其次,微網中使用大量的電力電子裝置作為接口。一方面,電力電子裝置的可控性,有潛力為用戶提供更高的電能質量;另一方面,使得微網內的分布式電源相對于傳統大發電機慣性很小或無慣性,在能量需求變化的瞬間分布式電源無法滿足其需求,所以微網通常需要依賴儲能裝置來達到能量平衡;另外,基于電力電子器件的本身電氣特性和控制特點,通過逆變器接口的電源過載能力低,故障特性與旋轉發電設備具有明顯不同,使得微電網運行及故障特性與傳統電網有明顯區別,增加了繼電保護及自動化控制等方面的配置難度。
最后,微網中關鍵設備如儲能變流器、并網接口、協調控制器、繼電保護及自動化設備還不夠完善,在國家層面還缺乏統一的技術標準,特別是微網中多種接口形式電源協調穩定運行技術還有待于進一步的研究和深入的實驗驗證。
可喜的是,目前我國電力科技工作者已開始在微網方面展開大量的研究工作,在國家層面也有"863"和"973"計劃支持微網領域的研究及相應的示范工程,并著手微網相關規劃、設計、建設、運行、管理及關鍵設備等技術標準管理規范的制定工作。這必將有利于我國在可再生能源發電相關系統集成領域掌握核心技術,增強國際競爭力;推動微網及其相關高新產業鏈的發展,有助于加速電網智能化進程;有助于供電公司積極面對變革,克服分布式發電技術在發展過程中可能出現的技術問題;有利于為用戶提供更加可靠、低成本、清潔的電源;有利于整個社會低碳經濟的發展以及節能減排目標的實現。