分布式電源是推動(dòng)能源供給革命、推動(dòng)非化石能源跨越式發(fā)展的一種重要能源利用方式?！笆濉逼陂g，我國(guó)分布式能源發(fā)展快速，各類(lèi)試點(diǎn)層出不窮。新能源與統(tǒng)計(jì)研究所長(zhǎng)期深耕分布式電源、微電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)的政策管理、規(guī)劃運(yùn)營(yíng)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面研究。本專(zhuān)欄將圍繞分布式發(fā)展?jié)摿Ψ治?、分布式能源資源綜合利用、綜合能源系統(tǒng)、微電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)等，結(jié)合相關(guān)研究成果和思考與讀者共赴一場(chǎng)思想盛宴。
文章導(dǎo)讀：微電網(wǎng)內(nèi)部含有多種分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷等元件，通過(guò)對(duì)可控電源的出力調(diào)節(jié)、柔性負(fù)荷功率調(diào)節(jié)等措施，可以為電網(wǎng)提供調(diào)峰服務(wù)。調(diào)峰潛力分析是開(kāi)展微電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)相關(guān)工作的基礎(chǔ)，本文建立了以調(diào)峰潛力最大為優(yōu)化目標(biāo)、基于供需兩側(cè)柔性互動(dòng)的微電網(wǎng)調(diào)峰潛力評(píng)估模型，并針對(duì)典型微電網(wǎng)案例開(kāi)展了分析驗(yàn)證。
微電網(wǎng)參與調(diào)峰輔助服務(wù)潛力分析
執(zhí)筆人：馮凱輝
國(guó)網(wǎng)能源院
新能源與統(tǒng)計(jì)研究所
微電網(wǎng)是指由分布式電源、用電負(fù)荷、配電設(shè)施、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的獨(dú)立自治系統(tǒng)?，F(xiàn)有研究表明，將分布式發(fā)電系統(tǒng)以微電網(wǎng)的形式接入電網(wǎng)，是發(fā)揮分布式發(fā)電系統(tǒng)效能的有效方式。微電網(wǎng)按照運(yùn)行方式可以分為并網(wǎng)模式和獨(dú)立模式，并網(wǎng)模式下，通過(guò)對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)部分布式能源的合理調(diào)度，協(xié)調(diào)微電網(wǎng)和外網(wǎng)之間的關(guān)系，達(dá)到合理化利用微電網(wǎng)內(nèi)部的資源設(shè)備，同時(shí)滿(mǎn)足上層電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)的某些輔助服務(wù)的需求目的。
1、微電網(wǎng)參與調(diào)峰輔助服務(wù)的意義
2017年7月，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局印發(fā)《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》的通知，明確了微電網(wǎng)的概念、特征、規(guī)范了微電網(wǎng)保障機(jī)制、創(chuàng)新了微電網(wǎng)市場(chǎng)機(jī)制、肯定了微電網(wǎng)輔助服務(wù)市場(chǎng)的主體身份。微電網(wǎng)作為分布式電源的主要利用形式之一，其內(nèi)部含有多種分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷，通過(guò)對(duì)可控電源的出力調(diào)節(jié)、負(fù)荷中斷、調(diào)節(jié)和時(shí)移等措施，可以為電網(wǎng)提供調(diào)峰服務(wù)。目前我國(guó)尚未建立微電網(wǎng)提供調(diào)峰輔助服務(wù)的相關(guān)實(shí)施細(xì)則，為了促進(jìn)微電網(wǎng)快速有序發(fā)展，提高微電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)的有效支撐，亟待針對(duì)微電網(wǎng)參與電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)進(jìn)行研究，其中微電網(wǎng)參與調(diào)峰輔助服務(wù)潛力分析是開(kāi)展相關(guān)工作的基礎(chǔ)。
2、微電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)潛力分析方法
面向電改新形勢(shì)，為充分挖掘微電網(wǎng)調(diào)峰潛力，最大限度地參與調(diào)峰輔助服務(wù)，建立了以調(diào)峰潛力最大為優(yōu)化目標(biāo)、基于供需兩側(cè)柔性互動(dòng)的微電網(wǎng)調(diào)峰潛力評(píng)估模型。針對(duì)典型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，首先分析其內(nèi)部分布式電源、儲(chǔ)能等單元的調(diào)節(jié)特性，包括各單元的功率可調(diào)節(jié)量、響應(yīng)速度等，從可中斷、可調(diào)節(jié)量、可時(shí)移性等方面分析微電網(wǎng)內(nèi)部柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)能力，然后綜合考慮分布式電源調(diào)節(jié)能力、負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，并結(jié)合微電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)條件，對(duì)微電網(wǎng)參與調(diào)峰輔助服務(wù)的潛力進(jìn)行量化評(píng)估。
3、典型案例分析
選取一種以風(fēng)電機(jī)組、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組以及柔性負(fù)荷的熱泵聯(lián)合出力的微電網(wǎng)場(chǎng)景進(jìn)行了調(diào)峰潛力評(píng)估。該微電網(wǎng)主要設(shè)備參數(shù)如下表所示。
表 主要設(shè)備參數(shù)表
在大電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，微電網(wǎng)在保證系統(tǒng)電熱供給的同時(shí)向大電網(wǎng)輸送電力，參與調(diào)峰；在大電網(wǎng)負(fù)荷低谷期，微電網(wǎng)在保證風(fēng)電消納的同時(shí)盡可能減少熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電量，系統(tǒng)缺失熱供給由熱泵承擔(dān)，缺失的電力供給以從大電網(wǎng)購(gòu)電的方式獲得。計(jì)算結(jié)果表明，在大電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，微電網(wǎng)最大調(diào)峰出力為系統(tǒng)總裝機(jī)容量的68%，平均調(diào)峰出力為系統(tǒng)總裝機(jī)容量的55.1%；在大電網(wǎng)負(fù)荷低谷期，微電網(wǎng)最大調(diào)峰出力為系統(tǒng)總裝機(jī)容量的16.2%，平均調(diào)峰出力為系統(tǒng)總裝機(jī)容量的12.5%。
專(zhuān)家介紹
馮凱輝，國(guó)網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所研究員，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事分布式電源、農(nóng)村能源和儲(chǔ)能的規(guī)劃運(yùn)營(yíng)、政策管理等領(lǐng)域研究。近年來(lái)負(fù)責(zé)和參與國(guó)家863課題《大型光伏電站并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究》《高密度多接入點(diǎn)建筑光伏系統(tǒng)并網(wǎng)與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用》，國(guó)家發(fā)改委委托課題《實(shí)施鄉(xiāng)村能源革命行動(dòng)研究》《分布式能源發(fā)展和利用研究》，以及多項(xiàng)國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目。參與多項(xiàng)光伏發(fā)電、分布式電源、微電網(wǎng)相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。多次獲得國(guó)家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)、北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：國(guó)網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所專(zhuān)注新能源、分布式電源、儲(chǔ)能和農(nóng)村能源的政策管理、規(guī)劃運(yùn)營(yíng)和市場(chǎng)機(jī)制研究，以及國(guó)際能源電力信息統(tǒng)計(jì)分析，撰寫(xiě)材料經(jīng)國(guó)家電網(wǎng)有限公司上報(bào)多次獲得中央領(lǐng)導(dǎo)重要批示，長(zhǎng)期支撐國(guó)家政府部門(mén)和國(guó)家電網(wǎng)有限公司決策，多次獲得國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局發(fā)來(lái)的感謝信。
新能源所高質(zhì)量完成了國(guó)家發(fā)改委委托的《清潔能源多發(fā)滿(mǎn)發(fā)研究》《分布式能源發(fā)展和利用研究》《電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究》等近百項(xiàng)重大課題研究任務(wù)，配合制定了《關(guān)于改善電力運(yùn)行調(diào)節(jié)促進(jìn)清潔能源多發(fā)滿(mǎn)發(fā)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》等多份政策文件，出版《中國(guó)新能源發(fā)電分析報(bào)告》《中國(guó)分布式電源和微電網(wǎng)發(fā)展前景及實(shí)現(xiàn)路徑》《重塑電力市場(chǎng)-低碳電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型過(guò)程中的市場(chǎng)設(shè)計(jì)與監(jiān)管》《世界能源與電力發(fā)展?fàn)顩r分析》等著作二十余部。
新能源所三十余次獲得北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、國(guó)家能源局軟科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)、中國(guó)管理科學(xué)學(xué)會(huì)管理科學(xué)獎(jiǎng)、中國(guó)能源研究會(huì)學(xué)術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)等省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。多次獲評(píng)國(guó)家電網(wǎng)有限公司先進(jìn)班組、營(yíng)銷(xiāo)工作先進(jìn)集體等集體榮譽(yù)，多人次獲評(píng)國(guó)家電網(wǎng)有限公司發(fā)展工作先進(jìn)個(gè)人等稱(chēng)號(hào)。
