导语

借着欧美双反这个契机,国内光伏市场正逐渐打开。中国的光伏行业即将脱离两头在外的现状,正式迈向整个产业链全面发展的道路。本期专题让我们来关注一下分布式发电,智能电网和储能这三个即将遇到的国内新挑战。

分布式发电

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1.靠近用户侧
2.一般和配电网连接(也可离网自发自用)
3.规模在100MW以下
4.分布式控制、调度
5.包括分布式发电单元和储能单元

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1.有源网络-强调分布式发电中配电层的双向性
2.微电网-强调分布式电源的独立性、自发自用、主动孤岛(在电网故障时,仍可以提供电力)
3.虚拟发电站-强调通过软技术(控制,通讯)实现分布式电网的优化

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1.传统发电(油,天然气等)
2.微型燃气轮机
3.可再生能源(风,光,地热等)
4.热电联供

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1.避免了电力传输层的接入拥挤
2.降低传输损耗
3.提供了系统的可靠性(系统故障时,可以运行主动孤岛状态)

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1.配电层结构接近传输层-光线状→网状、更可靠的控制和通讯技术加强传输层与配电层的合作
2.分布式发电系统的保护-配电层的保护装置:单向→双向
3.分布式调度-辐照度预测、大系统预测控制
4.主动孤岛与被动孤岛-孤岛状态可以通过主动或被动检测实现,包括PLC、AMI

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分布式电站的不确定性和差异性会对电网造成影响

解决方法:
1.接入点功率控制-可减低用电负荷的波动、防止分布式发电单元波动对电网影响。不过会造成资源浪费,可增加储能装置改善
2.主动式孤岛-需要保护装置保证电网重新接入同步、对电能质量进行控制、需要得到DSO的确认(安全保护)、增加逆变器储能装置的灵活性和可靠性

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1.优化分布式发电系统结构,增加分布式电源的接入
2.增强网络功能,应用新的电网控制技术
3.加强输电与配电的协同调度
4.大容量储能技术发展
国外应用实例
智能电网

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将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与传统电网高度集成而形成的新型电网。 功能:以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置。确保电力供应的安全性、可靠性和经济性,满足环保约束,保证电能质量,适应电力市场化发展等为目的。实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

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1.双向通信智能仪表
2.智能化家庭的智能应用
3.需求方管理和分布式发电
4.自动校正电压、频率和功率因素
5.用于长距离输电的超导电缆或超高压输电线路
6.廉价无污染、低碳发电
7.人人用得起的储能装置

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今天的电网由两个网络组成,首先是主动管理的输电网络,长距离高压供电。另一个是配电网络,在较低电压下运行,是将电能送到家庭和企业的最后载体。

作为能源部门的下一个战略性挑战,智能电网的重要性正在呈现,并且它是实现低碳经济愿景的一个重要催化剂。

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模拟的/机电的 数字的/微处理器
集中发电 分散发电
后处理(故障,停电) 提前处理
人工(现场恢复) 半自动、自动修复
单一价格 实时价格
较少客户选择 多种消费者产品选择
单向通信 双向/综合通信
少量传感器 遍布的监控器和传感器
人工检修 状态检修、绩效检修
信息不透明 信息全公开
有限地控制系统 深度控制系统
估计的可靠性 预见的可靠性

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我国发展分布式发电及智能电网技术的需求和优势:

我国具有世界上最庞大和最有增长潜力的电力市场和系统,一直在规模化发展的征途上前进,需要发展分布式发电和引进智能电网的概念。

我国电力系统拥有规模大、系统强、技术新等特点,为发展分布式和智能电网提供了很好的条件。

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我国电力资源的分布决定了我国需要强大和灵活的智能电网。同时,电网也需要分布式能源。那么对于电网的建设就提出了新的要求:
1.适应大规模跨区输电和就地转化利用新能源发电并网的要求
2.加快发展现代电网体系建设、完善区域主干电网
3.发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术
4.依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设
5.切实加强城乡电网建设与改造,增强电网优化配置电力能力和供电可靠性
6.我国智能电网发展将以坚强网架为基础,以通讯信息平台为支撑,以智能调控为手段。包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节。覆盖所有电压等级,实现"电力流、信息流、业务流"的高度一体化
7."十二五"期间,重点加强智能电网技术创新和试点应用。在系统总结和评价智能电网试点工程的基础上,加快修订完善相关标准;各环节的协调有序快速推进。

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智能电网的投资机会:
1.智能电表与数据采集器
2.自动计量和运算控制
3.调峰错峰管理体系
4.智能传感技术
5.智能分析技术
6.智能维护技术
储能

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储能技术的定位与作用:

波动性,间歇性可再生能源的接入,需要借助储能手段提高接纳能力。

储能技术能够有效缓解,输电走廊布局等资源限制与负荷需求不断增长之间的矛盾,并延缓设备更新投资。

储能技术可以满足分布式能源的接入、应对灾变、保证供电可靠性、满足电能质量需求、削峰填谷(接入电力的峰谷)。

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电力系统最早采用的大规模、集中式储能手段;技术成熟、可靠,容量大。缺点是,建造受地理条件限制,工程工期长。

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目前只有德国、美国、日本和以色列建成过示范性工程;容量大。缺点是,建造受地质条件限制,需要配以天然气或油等非可再生一次能源。

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功率及KW-MW,时间分钟-小时;几乎不需运行维护,寿命长,对环境无不良影响。缺点是,只适用于在时间和容量方面介于短时和长时储能之间的场合,

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功率特性好,能量密度较低;适合在提高电能质量等场合应用。缺点是成本高。

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快速充放电,充放电循环次数达十万甚至数百万次。缺点是能量密度低。

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目前最大容量达34MW/51MWH。原材料丰富,能量密度和转换效率高。缺点是,功率密度低,成本高,降价空间小,存在安全隐患,并出现污染。

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容量达到MW/MWH级;功率和容量彼此独立,循环寿命长,可深发电而不影响电池寿命,可响应频繁充放电切换。能量密度低、效率低。

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容量达到MW/MWH级;储能密度和功率密度高、效率高、循环寿命长。缺点是,安全性有待提高。(降价空间和技术发展空间巨大)

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目前最大容量达到40MWH;技术成熟,成本低。缺点是,循环寿命短,存在环保问题。

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在钠硫电池的基础上发展起来的新型储能电池;组成材料无低沸点、高蒸汽压物质,具有过充过放电保护机制。(尚处于研发阶段)

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锂硫电池、锂-空气电池、硅基负极电池体系、铅碳电池等。朝具有更高比能量、高效率、长寿命、高安全性和低成本方向发展。(其中,铅碳电池潜能最为巨大)

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1.目前已明确储能在电力系统中的作用,但系统配置还需研究并优化。
2.储能系统的各项功能均可实现,但性能需提高,研究重点在电池本体。
3.储能系统状态评估技术和安全保障技术尚待开展。
结语

《可再生能源法》已经明确了发展可再生能源的战略意义。其中明确指出:为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展。所以希望大家坚定信心,在光伏寒冬中提升自己的能力。从而可以抓住不久即将到来的中国光伏应用黄金期。

鸣谢

特别鸣谢:太阳能光伏技术培训班,阿特斯(中国)投资有限公司,及讲师:沈辉、孙耀杰、吴达成、张军军、曹仁贤、万琳、李俊峰、来小康、王凡。(排名不分先后)

电站仍需完善的地方
1.缺乏电站定价法(发电量无法测算)
3.推出光伏系统发电量保险
2.中国企业无法独自完成组件标定(不受国际认可)
4.电站交易及退出机制的完善

Solarzoom光伏太阳能网出品

本期责编:曹旭曙

联系方式:joucao@solarzoom.com