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我国智能电网未来该走向何方?

行业上下游中国仪表网2012年06月06日 15:29人气:7692

  一方认为它是解决新能源并网的捷径,一方则认为它会对大电网造成冲击。随着新能源装机的增多,微电网争议日渐升温。
  
  驱车沿左安门内大街一路向北,行至左安门桥环岛处,会看到一栋头顶两排太阳能面板“帽”的六层小楼。这个名为“华商智能公寓”的左安门微电网示范项目已经运行了一年多,通过微电网管理系统,协调运行风、光等分布式电源,为公寓内68家住户提供供电服务。
  
  微电网
  
  投资运营方北京市电力公司在此迎来送往一批批参观嘉宾,不厌其烦地诉说它的好处:约200千瓦的总装机量,每年可以节约标准煤近30吨,减少二氧化碳排放90余万吨。
  
  而北京市电力公司为此付出的代价是,日复一日的承担其高出北京市标杆电价近一倍的发电成本。而公寓门外的三个电动汽车充电桩,还没来得及发挥应有作用已被废弃。项目初建成时摆上的崭新电动汽车了无踪影,已沦为私家车的免费停车位。
  
  在中国,随着可再生能源比重不断加大,微电网被寄予厚望,然而现实是,国内的分布式能源尚处于起步阶段,微电网发展步履维艰。
  
  当下,类如左安门的示范项目正在多处出现,形成了一个年产值近10亿人民币的微电网市场,催生了一批微电网领域的专业公司。但作为一个新生事物,微电网在技术上还未成熟之时,却早早陷入到中国特有的政策桎梏与利益纠葛之中。
  
  “模范市民”
  
  光和风的发电特性给电网造成了很大困扰,光照时强时弱,风力时有时无,其间歇性给电网带来冲击。研究表明,如果可再生能源渗透率超过25%,将极大影响电网的平稳运行。
  
  为减少新能源发电对电网的冲击,微电网可以扮演重要角色。微电网通过控制系统、储能系统,协调平衡多种分布式电源,平时与大电网并联,富余电力输入大电网或储能系统,发电不足则从大电网购入电力或使用储能内电力,遇到大电网发生故障,则快速解列,孤网运行,保障负荷供给。
  
  微电网称得上是“模范市民”,可以实现并网孤网运行,快速切换、隔离,对大电网无影响,此外,通过自备的储能系统,还可以在用电高峰向大电网输电,用电低谷从大电网购电,有效地实现削峰填谷。
  
  日立(中国)有限公司智能城市事业推进部张建认为,微电网一般意义上是指在与上位电力系统没有连接,针对相对独立的区域内的用户进行电力供给。对此区域内的供给电量的增减与储能系统的充放电控制相结合,维持区域内部的电力供需平衡。他告诉《能源》杂志记者,日立参与的天津生态城电力营业所微网储能系统,自2011年9月开始运营,没有对大电网造成任何影响。
  
  依托金太阳示范工程、973、863科技项目、各相关公司的研发计划,微电网示范工程正在各地出现。据公开资料,国家能源局计划在“十二五”期间内建成30个微电网项目。其首个示范项目吐鲁番微电网示范工程已通过审批,装机容量13.4兆瓦,由龙源电力投资运营。
  
  储能专委会研究总监张静认为,随着《分布式发电管理办法》和《分布式发电并网管理办法》的最终出台,分布式发电将迎来大的发展,也将推动微电网市场进一步升温。
  
  北变微电网技术有限公司在近两年间的迅速扩张也在证明这一点,这家专业从事微电网相关业务的企业在过去两年间营业额累计1个多亿。“公司看好微电网的发展前景,计划用三年时间实现年销售收入2.5亿元,并力争在3-5年内上市。”北变微电网技术有限公司副总经理孔启翔告诉记者。
  
  争议微电网
  
  然而,事实并不如孔启翔想象的那么简单。当前关于微电网存在价值的争议依然存在,未来是否能够大规模发展尚存变数。
  
  龙源电力总经理谢长军曾直言不讳:“这个项目(吐鲁番微电网示范工程)触动了国家电网的神经,未来并网将是个大问题”。
  
  事实上,微电网在业内是一个敏感话题。一名来自国网系统的人士透露,微电网的发展一方面会对大电网造成不稳定,另一方面分布式发电自发自用,大电网的售电量就会减少,影响到国网的利益。据其介绍,目前国网对微电网的态度是“加强管理”。
  
  一些微电网企业人士担心,未来国家电网会在并网问题上卡住微电网的脖子,“现在国家电网表面上是不推动微电网发展,暗地里正在加紧研究,未来如果必须要发展微电网,国网希望由他们自己来做”。
  
  在国网能源研究院智能电网所所长张义斌看来。就中国目前的发展状况,微电网只有在那些大电网鞭长莫及的偏远地区具有存在价值,微电网未来的发展空间非常有限,存在的必要性并不太大,产业化更是提不上日程。
  
  “微电网是分布式电源发展到一定阶段的产物,利用微电网技术去管理一些需要协同运行的微型分布式电源。国内与国外不同,住宅以居民楼居多,留给光伏等分布式发电的空间非常有限,未来节能减排主要还是要靠规模化的可再生能源开发利用。微电网需要具有一定专业水平运维人员,这在居民家中或小型社区中的可操作性差,这也是英国微电网没有真正发展起来的重要原因。同时,微电网在成本上也无法与现在的电网竞争”张义斌说。
  
  张义斌认为,国内‘微电网’概念不断地“泛化”,很多时候将一些典型的配电网或者供电网络等同为微电网。国外研究微电网的电压等级基本是以400伏为主,直接发出来就能用。而国内所谓的“微电网”很多是用传统的电网技术,各种电压等级都有,和传统配用电技术没有区别,根本不需要微电网技术来支撑。“现在一些人借微电网之名,发展以高成本分布式发电为主要电源,再辅以高成本储能的小型配电网,即使不考虑其应承担的各类电价交叉补贴、基金附加以及大电网的系统备用费用,其供电成本也不具备可持续发展能力。”
  
  在张义斌看来,并网难的症结不在国网。“微电网技术运行等方面没有明确的国家标准,上网电价等关键政策尚不明确,国家电网找不到政策依据合法合规接入;同时,分布式电源直接并网或者以微电网的形式接入大电网,会对电网安全和可靠供电造成不利影响。国网作为一个责任央企,在这件事上,它也无所适从。”
  
  难题待解
  
  事实上,业内对微电网存在的问题并不讳言。微电网与大电网之间的快速隔离、并网状态与孤网状态的无缝切换,以及微电网内部稳定控制是微电网面临的三大核心问题。
  
  以稳定控制为例,微电网的发电侧为具有间歇性的可再生能源,不可控,用电侧由于范围较小,个别用户的负荷变化会对整体负荷造成较大影响,负荷也不可控。
  
  据介绍,目前解决这一问题的基本方向是通过储能系统来平衡发电侧的不可控,通过通讯系统、双向互动、价格变化用电侧响应等来做到负荷的相对可控,但经验还在摸索之中。
  
  此外,微电网当前成本还不具备市场竞争力。微电网的发电成本包括分布式电源与微电网控制系统两部分,从经济学的角度分布式发电成本尚高,更不必说微电网。
  
  以光伏发电为例,目前光伏每瓦的造价约为12元,千瓦成本12000元,以光伏每天能发电4小时(这是极好状况)、电价每度一元计算,收回成本需要近10年的时间。微电网控制系统同样价格不菲,尤其是其中的储能系统投资成本较高,一般而言,锂电池需要充放电6000次才能收回成本,这已经大大超过锂电池的使用寿命。而储能系统仅仅占到整个微电网控制系统成本的三分之一,此外还要加上变配电设置和控制系统,最后微电网的后期运维还要计入成本,微电网的经济性可想而知。
  
  不仅如此,在当下的电力体制下,微电网还被指面临合法性的尴尬。有专家认为,微电网的运行模式与现行电力法相悖,只有拥有电力管理部门颁发的“供电许可证”的企业才能成为合法的供电主体。
  
  孔启翔认为,尽管微电网技术还不够成熟,更为关键的是发展也缺乏国家层面统一标准规划,政策的不确定性是微电网未来发展的最大障碍。目前,在国家政策层面,包括微电网接入、规划设计、建设运行和设备制造等环节,都缺乏相应的国家层面的技术标准与管理规范。更重要的是,关于微电网建设、运营模式,政府相关政策尚不清晰。
  
  “微电网可以提高分布式发电的使用效率和稳定性,有利于国家节能减排和能源安全,国家应该制定相关法律法规,从法律上给微电网以名分,并通过强力部门解决微电网的并网问题”,孔启翔说。
  
  在孔启翔看来,微电网在短期内难以实现产业化,但未来随着技术成熟、可再生能源成本下降、储能产业发展以及未来化石能源价格的持续上涨,实现经济性只是时间问题。“如果这些问题都得到解决,微电网将得到爆发式增长,未来市场有望达到千亿。”
(本文来源:北极星电力网转载请注明出处
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