智能微電網(wǎng)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)介紹
智能微電網(wǎng)是規(guī)模較小的分散的獨(dú)立系統(tǒng),它將分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量裝換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng),是能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng),既可以與外部電網(wǎng)運(yùn)行,也可以孤立運(yùn)行。電氣設(shè)備專家稱,智能微電網(wǎng)本身可看做是小型的電力系統(tǒng),具備完整的發(fā)輸配電功能,可實(shí)現(xiàn)用側(cè)可再生能源的安全消納,同時(shí)智能微電網(wǎng)本身還是一個(gè)典型的分布式發(fā)電功能系統(tǒng),可通過能源之間的調(diào)度,提高終端能源的利用率。也是智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢。
一、什么是智能微電網(wǎng)
智能微電網(wǎng)(Micro Smart Grid)是將可再生能源發(fā)電技術(shù)(風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)能、潮汐能等)、能源管理系統(tǒng)(EMS)和輸配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成的新型電網(wǎng),它具有提高能源效率、提高供電的安全性和可靠性、減少電網(wǎng)的電能損耗、減少對(duì)環(huán)境的影響。強(qiáng)化科研技術(shù),深入開發(fā)建設(shè)智能微電網(wǎng)有利于擴(kuò)大分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入,為負(fù)荷地區(qū)提供可靠的供給,實(shí)現(xiàn)有效的主動(dòng)式配電網(wǎng)方式,促進(jìn)智能微電網(wǎng)變革。
智能微電網(wǎng)特點(diǎn):
可監(jiān)測一一采用先進(jìn)的量測、傳感技術(shù);
可預(yù)測——通過模型仿真和潮流分析,合理預(yù)測和分配電力;
可控制——對(duì)監(jiān)測狀態(tài)進(jìn)行有效控制;
可兼容——接入分布式發(fā)電,自適應(yīng)處理技術(shù);
實(shí)時(shí)分析——數(shù)據(jù)到信息的提升,優(yōu)化運(yùn)行方式。
二、智能微電網(wǎng)兩種運(yùn)行模式
并網(wǎng)模式:正常情況下,智能微電網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。
孤島模式:當(dāng)檢測到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿足要求時(shí),智能微電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開而獨(dú)立運(yùn)行。
智能微電網(wǎng)的電壓等級(jí)一般為380V~35KV,容量從幾KW至幾MK不等,在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中最接近于用戶。兩種運(yùn)行方式:與大電網(wǎng)運(yùn)行,也可在電網(wǎng)故障或需要時(shí)與主網(wǎng)斷開獨(dú)立于行,因此它具有雙重角色。
對(duì)于公用電力企業(yè),智能微電網(wǎng)可視為電力系統(tǒng)可控的“細(xì)胞”,成為被控制的一個(gè)簡單可調(diào)度負(fù)荷。可以在數(shù)秒內(nèi)做出響應(yīng)以滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的需要;對(duì)于用戶,智能微電網(wǎng)可以作為一個(gè)可定制的電源,以滿足用戶多樣化的需求。它可以增強(qiáng)局部供電可靠性,降低饋電損耗,支持當(dāng)?shù)仉妷?,提高一次能源利用率,提供電壓下陷的校正,或作為不間斷電源。
三、智能微電網(wǎng)商業(yè)模式
建設(shè)模式:組建建設(shè)聯(lián)盟;多個(gè)投資主體;多種投資形式;多方優(yōu)勢互補(bǔ);政府搭臺(tái)、多方參與、共同建設(shè)、利益共享。
運(yùn)營管理形式:基于大數(shù)據(jù)分析的、學(xué)習(xí)型、漸進(jìn)式的商業(yè)模式;智能微電網(wǎng)管理交易中心利用大數(shù)據(jù)分析收益和各交易主體的貢獻(xiàn),交易主體通過協(xié)商確定收益分配規(guī)則,經(jīng)過多個(gè)周期的修正,形成可行的商業(yè)模式。
智能微電網(wǎng)內(nèi)部運(yùn)營價(jià)值發(fā)現(xiàn):智能微電網(wǎng)運(yùn)營商作為能源解決方案提供商,提供多能源綜合利用服務(wù);智能微電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)估、智能微電網(wǎng)建設(shè)、個(gè)性化定制供能服務(wù)、能源優(yōu)化利用服務(wù)等。
智能微電網(wǎng)在能源互聯(lián)網(wǎng)中商業(yè)價(jià)值:作為獨(dú)立市場主體,參與能源互聯(lián)網(wǎng)。(利用綠色清潔能源,參與碳交易;作為獨(dú)立市場主體,參與電量交易;提供調(diào)峰等多種輔助服務(wù);參與全局能源優(yōu)化,與能源互聯(lián)網(wǎng)融合。)
參與能源交易:在智能微電網(wǎng)內(nèi)部,為用戶提供定制化能源服務(wù);作為電力批發(fā)商從能源互聯(lián)網(wǎng)交易平臺(tái)進(jìn)行電能躉購。
碳排放交易:實(shí)現(xiàn)可再生能源充分利用,參與碳交易市場。
電網(wǎng)互動(dòng):將智能微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)、信息廣泛互聯(lián)、用戶充分互動(dòng)、多方合作共贏。
四、我國發(fā)展智能微電網(wǎng)的目的
1、接納分布式電源。
2、智能微電網(wǎng)將原來分散的分布式電源進(jìn)行整合,集中接入同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò),并利用儲(chǔ)能裝置和控制保護(hù)裝置實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)以平滑系統(tǒng)的波動(dòng),維持網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的發(fā)電和負(fù)荷的平衡,保證電壓和頻率的穩(wěn)定。
3、節(jié)能降耗,提高能效。智能微電網(wǎng)同時(shí)滿足供電、供熱、制冷、濕度控制和生活用水等多種需求,提高了能源的利用效率;此外,儲(chǔ)能單元的參與有利于對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的能量進(jìn)行調(diào)節(jié),高效、合理地利用能量。
4、解決無電地區(qū)供電。在中國農(nóng)村適合的地區(qū),應(yīng)以戶、村為單元組成不同規(guī)模的智能微電網(wǎng),根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況采用合適的分布式電源。
5、滿足用戶對(duì)供電可靠性的個(gè)性化需求。智能微電網(wǎng)具備實(shí)時(shí)在線監(jiān)控的預(yù)警能力,提高智能微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷供電的可靠性。
6、提高電網(wǎng)整體抗災(zāi)能力和災(zāi)后應(yīng)急供電能力。智能微電網(wǎng)能夠獨(dú)立運(yùn)行,可以迅速與大電網(wǎng)解列形成孤網(wǎng),保證重要用戶的不間斷供電。在災(zāi)害多發(fā)地,組建不同形式和規(guī)模的智能微電網(wǎng),能在災(zāi)害后迅速恢復(fù)對(duì)重要負(fù)荷的供電,具有黑啟動(dòng)的能力。
7、智能微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分。智能微電網(wǎng)自治運(yùn)行的特點(diǎn)與智能電網(wǎng)的自愈相類似;都需要根據(jù)用戶的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)供需平衡和優(yōu)化運(yùn)行;智能微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)安全防御和抵御自然災(zāi)害體系的重要組成部分;都能滿足未來用戶需求的電能質(zhì)量;都允許接入多種發(fā)電和儲(chǔ)能單元。
五、智能微電網(wǎng)未來發(fā)展趨勢
由于“可再生能源在能源構(gòu)成中不斷增長的比例,可再生能源整合使全球智能微電網(wǎng)的利用呈飛速發(fā)展勢頭?!蔽磥?年,亞太地區(qū)、非洲和南美的偏遠(yuǎn)站點(diǎn)部署將迎來快速增長。此外,智能微電網(wǎng)還將為能源發(fā)達(dá)地區(qū)的設(shè)施建設(shè)開拓機(jī)會(huì)。
分析師指出,發(fā)展面臨的主要障礙是昂貴的整合任務(wù),自定義接口的擴(kuò)散增加了系統(tǒng)的成本。目前,歐洲和北美的研究機(jī)構(gòu)及大學(xué)正在想方設(shè)法克服這些連接障礙,盡可能地創(chuàng)造智能微電網(wǎng)參與者的大型價(jià)值鏈,為智能微電網(wǎng)行業(yè)供給“燃料”。