中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：10月26日，在北京西國(guó)貿(mào)大酒店的2018中國(guó)分布式儲(chǔ)能峰會(huì)，中國(guó)電力科學(xué)研究院配電所主任吳鳴作了“儲(chǔ)能支撐分布式能源及微電網(wǎng)發(fā)展”主題報(bào)告，以下為演講全文。
很高興參加今天這個(gè)會(huì)議，接到北極星邀請(qǐng)今天和大家分享一下我們2018年最新的研究成果，我本人來(lái)自中國(guó)電科院微電網(wǎng)研究室，我們目前國(guó)網(wǎng)公司和上海也成立了一個(gè)國(guó)網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，一個(gè)新的單位，微電網(wǎng)研究室正式更名為研究中心，今天很高興跟大家分享一下我們最新的研究成果，包括三個(gè)主要部分：
第一，目前分布式電源的發(fā)展。隨著十八大、十九大以來(lái)，我們國(guó)家發(fā)改委、能源局的政策相對(duì)來(lái)說(shuō)更集中、一致了，在新能源開(kāi)發(fā)格局上，輸電、配電大量新能源的發(fā)展，已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，習(xí)總書(shū)記也提出了四方面的革命，四個(gè)能源體制和一個(gè)合作，都在促進(jìn)新能源和儲(chǔ)能的快速發(fā)展，這些年我們團(tuán)隊(duì)也在分布式并網(wǎng)、微電網(wǎng)方面做了一些工作。
針對(duì)大規(guī)模分布式發(fā)電進(jìn)入配網(wǎng)的問(wèn)題，針對(duì)大規(guī)模分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)帶來(lái)的諸多問(wèn)題，在眾多解決方案中，集中或分散的配置一定容量單一或混合儲(chǔ)能，是對(duì)光伏間歇性進(jìn)行多時(shí)間尺度平抑、改善電能質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益最直接的手段。這些方案做了以后有很多成功的案例，也有很多隱患，包括電網(wǎng)之間的互動(dòng)和控制問(wèn)題，也在逐漸的產(chǎn)生，儲(chǔ)能并不是在電網(wǎng)里面裝塊電池就可以了，很多還有復(fù)雜的多層次的控制問(wèn)題。這個(gè)里面存在著儲(chǔ)能接入以后，其實(shí)儲(chǔ)能在我們國(guó)家的研究里面，分布式儲(chǔ)能和微電網(wǎng)一直都是相輔相成的，我們中國(guó)的微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)一直和分布式化學(xué)儲(chǔ)能是緊緊綁在一起的，因?yàn)椴幌衩绹?guó)和歐洲他們用燃?xì)馊?lián)供來(lái)作為主供電源，中國(guó)80%的微電網(wǎng)工程都是用鋰電池或者其他的化學(xué)電池構(gòu)成電壓源，這個(gè)基礎(chǔ)上配風(fēng)光的發(fā)展，中國(guó)的微電網(wǎng)模式和儲(chǔ)能是密不可分的，無(wú)論是示范工程還是國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)大家會(huì)有認(rèn)識(shí)。
微電網(wǎng)的發(fā)展，目前我們對(duì)微電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)或者說(shuō)國(guó)家能源局對(duì)微電網(wǎng)的概念也逐漸在明確，也與這兩大電網(wǎng)公司達(dá)成了基本的共識(shí)，就是微型、自治、清潔、友好，電壓等級(jí)一般在35千伏及以下。對(duì)于我而言，雖然我來(lái)自國(guó)家電網(wǎng)公司，我認(rèn)為微電網(wǎng)的發(fā)展不應(yīng)該太高， 這種提法其實(shí)并不利于分布式儲(chǔ)能和微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為什么呢？因?yàn)楦唠妷旱燃?jí)以后更多的精力就會(huì)一些特高壓?jiǎn)栴}以后，反而不利于我們微電網(wǎng)技術(shù)的聚焦了能力，所以我們認(rèn)為放在35千伏及以下是比較合理的規(guī)模、也是比較合適的電壓等級(jí)，可以讓我們把更多的精力放在10兆瓦、百兆瓦以下的儲(chǔ)能和微電網(wǎng)配置上，這樣他的能力相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較好實(shí)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)能源局說(shuō)微電網(wǎng)100V，什么概念？除了一些大城市以外，總不能一個(gè)城市就是一個(gè)微電網(wǎng)吧，我們?cè)谧€有很多配網(wǎng)專(zhuān)家，不利于儲(chǔ)能和微電網(wǎng)的發(fā)展。第二個(gè)自治，所謂的自治，我們都知道這個(gè)系統(tǒng)肯定不大，采用自治化的系統(tǒng)，然后清潔、友好，友好這里面和儲(chǔ)能相關(guān)，你既然友好，對(duì)上對(duì)電網(wǎng)要負(fù)責(zé)，對(duì)下要對(duì)負(fù)荷負(fù)責(zé)，同時(shí)，跟你相關(guān)的分布式電源也有一定的能力，這里面儲(chǔ)能的作用是完全分不開(kāi)的。
這個(gè)地方分析一下微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別。我們微電網(wǎng)的滲透率相對(duì)比較多，微電網(wǎng)里面光伏、風(fēng)電或者燃料電池都是電力電子方向，穩(wěn)定特性其實(shí)也離不開(kāi)儲(chǔ)能，同時(shí)過(guò)載能力比較強(qiáng)，因?yàn)槎际请娏﹄娮拥模托枰泳?xì)化的控制，更加精細(xì)化控制的基礎(chǔ)也是我們儲(chǔ)能的背景，為電力電子的架構(gòu)還有電力質(zhì)量的問(wèn)題，這就是我們微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別。
微電網(wǎng)的重要性作用六大，最大程度接納分布式電源，節(jié)能降耗，提高能效，解決無(wú)電地區(qū)供電等等。應(yīng)該說(shuō)微電網(wǎng)技術(shù)保證儲(chǔ)能，這幾年在我們國(guó)家還是比較成熟的，舉個(gè)例子，在四川兩任政府的總理都親臨過(guò)災(zāi)區(qū)進(jìn)行抗災(zāi)，地震以后同樣，據(jù)說(shuō)兩任總理都是下午三四點(diǎn)鐘的時(shí)候從北京趕到了災(zāi)區(qū)，但是當(dāng)李克強(qiáng)總理到當(dāng)時(shí)的四川災(zāi)區(qū)的時(shí)候，下午4點(diǎn)多，去帳篷開(kāi)會(huì)，他開(kāi)完會(huì)出來(lái)的時(shí)候7點(diǎn)多，整個(gè)縣城已經(jīng)華燈初放了，為什么？經(jīng)過(guò)發(fā)展，儲(chǔ)能集裝箱的主網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)很成熟了，為這個(gè)總理表?yè)P(yáng)了他們，因?yàn)閮H僅3個(gè)小時(shí)電網(wǎng)就恢復(fù)了，說(shuō)明我們國(guó)家在配網(wǎng)、微電網(wǎng)的分布式電源技術(shù)發(fā)展還是很快的。
這是微電網(wǎng)的控制架構(gòu)，包括風(fēng)光儲(chǔ)、調(diào)度等這個(gè)技術(shù)我們已經(jīng)做的很成熟，這個(gè)地方我想講一下時(shí)間尺度，跟儲(chǔ)能很有關(guān)系。在設(shè)備層，我們最近也在反復(fù)的研究，有段時(shí)間我們有一種叫復(fù)合儲(chǔ)能，化學(xué)電池和超級(jí)電容或者鉛炭鉛酸和超級(jí)電容，有一段時(shí)間大家認(rèn)為復(fù)合儲(chǔ)能是偽命題，隨著現(xiàn)在直流技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在國(guó)網(wǎng)公司也做了很多直流配電工程，把儲(chǔ)能通過(guò)DC/DC直接簡(jiǎn)單的劃在這個(gè)補(bǔ)貼，發(fā)現(xiàn)這個(gè)時(shí)間尺度又不一樣了，如果想保持一個(gè)直流補(bǔ)貼，超級(jí)電容的優(yōu)勢(shì)還是能夠更加明顯一點(diǎn)，儲(chǔ)能的特性，隨著我們電網(wǎng)需求的變化，其實(shí)市場(chǎng)潛力也在變化。有一段時(shí)間我們建微電網(wǎng)不再買(mǎi)超級(jí)電容了，那個(gè)花錢(qián)貴、能量密度又低，現(xiàn)在超級(jí)電容成為標(biāo)配，配的不大，但是可以快速的平抑，又能夠延長(zhǎng)我們鉛炭的壽命，又成了新的模式。同時(shí)，也能把鉛酸、鉛炭、鋰電配置的更加合理一些，這個(gè)時(shí)間尺度、電網(wǎng)形態(tài)變化。
到了控制級(jí)，到了小時(shí)級(jí)、分鐘級(jí)、秒級(jí)以后，能量管理層面，可能大量的鋰電，大量的我們其他常規(guī)的電池，開(kāi)展更好的用途。再往上到能量管理的時(shí)候，我們的壓縮空氣儲(chǔ)能或者其他項(xiàng)目里面發(fā)揮作用。隨著微電網(wǎng)形態(tài)和配網(wǎng)形態(tài)的發(fā)展，我們對(duì)儲(chǔ)能的需求也是在變化，如果說(shuō)未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展，不管電動(dòng)汽車(chē)?yán)锩娴碾娫词鞘裁?，?duì)電網(wǎng)的需求肯定是增大的，這個(gè)時(shí)候?qū)ξ覀冸娋W(wǎng)形態(tài)肯定是很大的沖擊，因?yàn)槲覀円ＷC的是怎么樣實(shí)現(xiàn)區(qū)域能量的快速平衡和功率的沖擊，因?yàn)檫@個(gè)地方可以做個(gè)測(cè)算，在一個(gè)小區(qū)里面裝一臺(tái)慢充樁，當(dāng)他充電的時(shí)候相當(dāng)于小區(qū)居民一家一戶居民的用電瞬時(shí)全部打開(kāi)，如果開(kāi)一臺(tái)30千瓦的快充樁相當(dāng)于這個(gè)小區(qū)里5戶居民的電同時(shí)打開(kāi)，如果打開(kāi)120千瓦的快充樁，相當(dāng)于這個(gè)小區(qū)里面6層用戶所有的負(fù)荷空調(diào)全部打開(kāi)，對(duì)小區(qū)的沖擊很顯然是很大的。你想想大家用電動(dòng)汽車(chē)的用電習(xí)性基本上一致，因?yàn)榇蠹疑习嘞掳鄷r(shí)間基本上一致，如果快充樁在小區(qū)里有5臺(tái)，小區(qū)的電壓能力肯定是不夠的，我們?cè)谛^(qū)的配置里的儲(chǔ)能配置就成了非常迫切的問(wèn)題。因?yàn)橛脩魝?cè)也不會(huì)投資大容量把電網(wǎng)提升一倍，這是很難的，這時(shí)候小時(shí)級(jí)的優(yōu)化跟不同層級(jí)的儲(chǔ)能之間未來(lái)場(chǎng)景也會(huì)促進(jìn)新的儲(chǔ)能需求。
儲(chǔ)能加電網(wǎng)，在配網(wǎng)里面這些功能，在微電網(wǎng)里面可能未來(lái)新的狀態(tài)、新的場(chǎng)景我們儲(chǔ)能應(yīng)用模式會(huì)有新的變化，因?yàn)橛袘?yīng)用模式才能創(chuàng)造新的商業(yè)模式，如果沒(méi)有應(yīng)用模式空談商業(yè)模式其實(shí)是很難的。儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中，這個(gè)地方不想講，因?yàn)樵谧鶑S家都知道應(yīng)用，包括間歇性能源的接納，包括在孤島里面的能力是怎么實(shí)現(xiàn)的，提高電壓、控制模式。
我們最近有一些項(xiàng)目，最近儲(chǔ)能項(xiàng)目我發(fā)現(xiàn)今年變化很大，其實(shí)以前一些儲(chǔ)能技術(shù)，以前我們研究過(guò)，包括超導(dǎo)以前研究過(guò)，也有過(guò)定型的解讀怎么用，隨著需求開(kāi)始以后各種儲(chǔ)能基本上發(fā)生了新的變化，也有新的產(chǎn)業(yè)或者應(yīng)用的技術(shù)。
這個(gè)是包括提高電能的利用效率，隨著我們配售電市場(chǎng)的放開(kāi)，電能儲(chǔ)存的機(jī)會(huì)。
這是綜合儲(chǔ)能我們做的一個(gè)蒙東項(xiàng)目，這里面通過(guò)優(yōu)化輔助的模式，110戶居民，只配了50千瓦的儲(chǔ)能，已經(jīng)用了8年了，這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行了8年，這個(gè)項(xiàng)目法國(guó)電網(wǎng)公司、澳大利亞電網(wǎng)公司還引進(jìn)這個(gè)微電網(wǎng)技術(shù)，這里面核心技術(shù)就是一塊50千瓦時(shí)的儲(chǔ)能。這是整個(gè)架構(gòu)，當(dāng)時(shí)儲(chǔ)能比較貴，農(nóng)村不可能買(mǎi)大規(guī)模的儲(chǔ)能，我們?cè)谧詈侠淼牡胤脚渲靡粔K電池，保證了整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行，整個(gè)村是100戶的居民。所以說(shuō)這個(gè)微電網(wǎng)在我們國(guó)家微電網(wǎng)歷史上是比較有名的微電網(wǎng)，但是這個(gè)微電網(wǎng)也離不開(kāi)儲(chǔ)能，其實(shí)我們所有的微電網(wǎng)都跟化學(xué)電池儲(chǔ)能分不開(kāi)的，這是我們國(guó)家的特性，因?yàn)槲覀儑?guó)家天然氣，因?yàn)槲覀冋咛匦?，我們的燃?xì)夂碗娋W(wǎng)結(jié)合不是很緊，所以我們的微電網(wǎng)儲(chǔ)能都是我們的電化學(xué)儲(chǔ)能。
這個(gè)是以?xún)?chǔ)能為核心的電網(wǎng)模式。
我可以給大家分析一下，我們國(guó)家微電網(wǎng)的發(fā)展歷程，跟我們儲(chǔ)能的容量規(guī)模是非常一致的，這里面所有的微電網(wǎng)都是我們參與設(shè)計(jì)或者比較知名的微電網(wǎng)工程，所有的微電網(wǎng)里面都有電化學(xué)儲(chǔ)能，所有的微電網(wǎng)，熟悉微電網(wǎng)的大家如雷貫耳的一些微電網(wǎng)項(xiàng)目，包括浙江的微等都是很有名的，伴隨這條曲線也是我們國(guó)家在儲(chǔ)能的產(chǎn)線上電網(wǎng)里面用的基本上也是這個(gè)曲線。
我是做微電網(wǎng)的，2014年以后兩大電網(wǎng)公司基本上不投微電網(wǎng)了，因?yàn)閮纱箅娋W(wǎng)公司基本上把基礎(chǔ)都掌握了。到了2015年以后民間資本在電網(wǎng)公司的一些支持下開(kāi)始有些微電網(wǎng)，2016年、2017年，尤其今年，很多廠家，包括在座的，我們開(kāi)始走向國(guó)外去做海外的微電網(wǎng)模式，大家經(jīng)常說(shuō)的，比如說(shuō)我們一些亞洲的海島，比如說(shuō)我們非洲的通信系統(tǒng)，還有甚至到南美，昨天巴西電網(wǎng)公司還到我們這里來(lái)跟我們談，將近4千萬(wàn)的微電網(wǎng)工程，基本上中國(guó)的微電網(wǎng)和中國(guó)的儲(chǔ)能，當(dāng)然在座的肯定更多的走向世界了，只要是中國(guó)輸出的微電網(wǎng)，一定是配電化學(xué)儲(chǔ)能的，很少是說(shuō)跟當(dāng)?shù)靥烊粴饨Y(jié)合的，因?yàn)槟壳叭細(xì)夂碗娋W(wǎng)不同的技術(shù)，在中國(guó)還停留在大學(xué)研究的模型里面，這就是我們的現(xiàn)狀，所以說(shuō)中國(guó)的儲(chǔ)能微電網(wǎng)一直是相輔相成的。
未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，以前大家看到這個(gè)變化，以前的微電網(wǎng)我們講分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供，未來(lái)包括儲(chǔ)熱、云儲(chǔ)能，最新的報(bào)道是云儲(chǔ)能，其實(shí)云儲(chǔ)能和需電廠有點(diǎn)像，把分布在更廣泛區(qū)域內(nèi)的儲(chǔ)能，通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或者能源互聯(lián)網(wǎng)理念連接起來(lái)，跟電網(wǎng)形成更好的互動(dòng)關(guān)系或者形成更好的交換電站的平臺(tái)，可能是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。因?yàn)槲磥?lái)的配電網(wǎng)也好或者我們的電網(wǎng)也好，互動(dòng)性肯定會(huì)進(jìn)一步的加強(qiáng)，但是這里面伴隨著電力基礎(chǔ)的發(fā)展，儲(chǔ)能會(huì)成為逐漸逐漸發(fā)展的跟電網(wǎng)進(jìn)一步緊密結(jié)合的一個(gè)不可或缺的因素。
講一講虛擬同步發(fā)電機(jī)。為什么講這個(gè)呢？我們以前都做逆變器，就是光伏板接上以后跟電路板一并聯(lián)，現(xiàn)在做同步機(jī)，我們要把傳統(tǒng)的無(wú)慣性的變成以前的同步機(jī)一樣的裝置，跟電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的互動(dòng)，這個(gè)其實(shí)很重要，為什么？他為什么能夠跟電網(wǎng)實(shí)時(shí)互動(dòng)？因?yàn)樗幸欢ǖ哪芰績(jī)?chǔ)存環(huán)節(jié)，因?yàn)樗袃?chǔ)能模塊。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)儲(chǔ)能而言，他是真正的把發(fā)電裝置從本質(zhì)上就跟電池融為一體了，未來(lái)這也是我們比較主推的一項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)樗彩俏磥?lái)電力電子化或者固態(tài)化微電網(wǎng)的一個(gè)模式，以后的微電網(wǎng)未必要去買(mǎi)一臺(tái)光伏逆變器、買(mǎi)一臺(tái)PCS、控制終端、能量管理、做微電網(wǎng)。這個(gè)裝置就是把、源、荷、儲(chǔ)變成一個(gè)，把所有的IGBT器件綜合處置，把儲(chǔ)能融入到里面，我覺(jué)得這個(gè)是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向，至少對(duì)我們微電網(wǎng)而言能降低成本40%以上，建同樣規(guī)模的微電網(wǎng)，采用別的技術(shù)可能100萬(wàn)，如果采用這個(gè)基礎(chǔ)可能60萬(wàn)。
后面講一下臺(tái)區(qū)微電網(wǎng)，我們未來(lái)的配網(wǎng)里面一定都是有儲(chǔ)能的，所謂的低壓臺(tái)區(qū)可能就是微電網(wǎng)的性質(zhì)，時(shí)間關(guān)系這里不展開(kāi)講了。未來(lái)的配網(wǎng)里面含有儲(chǔ)能以后一定是變成一個(gè)調(diào)節(jié)型很好的配網(wǎng)，分三層：第一層是自治，臺(tái)區(qū)內(nèi)最大化的分布吸收能源。第二層是可以協(xié)調(diào)，因?yàn)槲疫@里面有各種各樣的微電網(wǎng)和儲(chǔ)能有關(guān)，這是未來(lái)發(fā)展的模式。第三層是更大范圍的優(yōu)化。
未來(lái)的儲(chǔ)能和微電網(wǎng)的發(fā)展一定有這幾個(gè)，最關(guān)鍵的還是設(shè)計(jì)，就是模式，商業(yè)模式、控制模式的設(shè)計(jì)，有一些商業(yè)裝置，通過(guò)復(fù)雜的子化的接口，變成安全可靠、高效智能、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，可能是未來(lái)發(fā)展的方向。
這就是虛擬同步機(jī)，這個(gè)一定是未來(lái)發(fā)展的顛覆性技術(shù)，我們現(xiàn)在經(jīng)過(guò)兩年研究也意識(shí)到，電力電子化和硬件軟件化、軟件模塊化、模塊APP化，一定是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，因?yàn)樗芙档统杀?，而且能夠跟能源互?lián)網(wǎng)更加緊密的結(jié)合。
這里面包括一些即插即用功能，就是我們電力電子技術(shù)以后發(fā)展的方向。
能量路由器，它末端能替代微電網(wǎng)就可以了，實(shí)現(xiàn)交換，是集約化的發(fā)展方式。
就說(shuō)這么多。謝謝大家！
