中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：9月8日，中國電科院配電所顧問侯義明高級(jí)工程師出席了由中國儲(chǔ)能網(wǎng)舉辦的“儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)與分布式能源中的應(yīng)用”高層研討會(huì)，并在大會(huì)上發(fā)表了主題演講。以下為演講內(nèi)容：
我來介紹一下儲(chǔ)能在微電網(wǎng)中運(yùn)行控制的作用，為什么要講這個(gè)課題呢？因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在正在起草一項(xiàng)關(guān)于微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)規(guī)范的國家標(biāo)準(zhǔn)。剛才趙博士在演講過程中也提到了微電網(wǎng)。
我們?cè)趯懳㈦娋W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候提到兩個(gè)指標(biāo)：一個(gè)是平衡率，一個(gè)是平滑率。因?yàn)橐v微電網(wǎng)的運(yùn)行控制，我主要簡單介紹一下微電網(wǎng)技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)。
首先，微電網(wǎng)是由分布式電源和儲(chǔ)能組合構(gòu)成的獨(dú)立可控的電源系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)候就強(qiáng)調(diào)微電網(wǎng)和其他電網(wǎng)是要有儲(chǔ)能，只有有了儲(chǔ)能才能做一個(gè)可控的電源。
其次，微電網(wǎng)要平滑的接入電網(wǎng)，我們后面討論兩個(gè)指標(biāo)，一個(gè)自平衡率，一個(gè)自平滑率。我們還強(qiáng)調(diào)智能電網(wǎng)要做到平滑的接入電網(wǎng)。另外，微電網(wǎng)要獨(dú)立運(yùn)行，這個(gè)時(shí)候就要保證它的自平衡度。
剛才講了微電網(wǎng)技術(shù)是分布式發(fā)電領(lǐng)域研究的前沿。它是可再生能源利用和解決配網(wǎng)延伸的供電方式，也是實(shí)現(xiàn)分布式電網(wǎng)和配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的手段。
這是國外給出來一個(gè)典型模型，我們強(qiáng)調(diào)它的組成構(gòu)成，一是分布式電源，二是儲(chǔ)能，三是控制系統(tǒng)，四是通信系統(tǒng)。
這是一個(gè)典型的微電網(wǎng)的架構(gòu)，主要應(yīng)用剛才都有講過，我這里就不再多講。
首先，發(fā)展微電網(wǎng)的目的和意義主要分為以下方面：第一，提高分布式能源的接納能力；第二，節(jié)約能耗；第三，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題；第四，提高電網(wǎng)整體抗災(zāi)能力。前一段時(shí)間，我們?cè)谛蘧巼覙?biāo)準(zhǔn)層次建立規(guī)劃規(guī)范時(shí)提出了一個(gè)觀點(diǎn)—加強(qiáng)本地電源，即為了保證電網(wǎng)的安全性，不能全部都是外送電，要有本地電源，這是保證供電安全。還有剛才講的供電質(zhì)量問題，也是需要儲(chǔ)能。我們最近我們起草了《重要電力用戶自備電源和供電電源的供電安全》，國家安監(jiān)局、能源局等部門做了關(guān)于供電安全的調(diào)研，并專門去了一趟煤礦，也提到供電安全的問題。剛才好多人講，煤礦在沒有電的時(shí)候不照樣挖煤嗎？但是煤礦工人告訴我們，以前挖煤沒有這么深，有多深呢？海下一千多公尺。海下安全就要注意擋水性。
第二，儲(chǔ)能技術(shù)大家都介紹過了，我就不再多說。但是我們主要強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)是利用儲(chǔ)能的能量性和功率性。
實(shí)際上，我認(rèn)為目前大規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用主要受價(jià)格和容量的限制，主要是分布式電源和微電網(wǎng)上的應(yīng)用比較現(xiàn)實(shí)一些，而且是實(shí)實(shí)在在的應(yīng)用。
儲(chǔ)能應(yīng)用控制的技術(shù)主要是堅(jiān)持管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能監(jiān)控、儲(chǔ)能運(yùn)行維護(hù)。[page]
這里我主要講儲(chǔ)能運(yùn)行控制的作用。首先，儲(chǔ)能是微電網(wǎng)中必不可少的部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用：第一，能夠提高電量和功率的平衡。剛才趙博士也講過，要達(dá)到電量和功率的平衡，電量是平衡度，功率是交換存量的問題。第二，削峰填谷，可以解決棄風(fēng)棄光。第三，改善微電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題，電壓跌落也是問題，因?yàn)楝F(xiàn)在要求的標(biāo)準(zhǔn)越來越高。只要一有電壓跌落，很多電機(jī)就跳閘。前幾天一個(gè)工廠找我，說只要一有電壓跌落就跳機(jī)，一跳以后所有正在壓縮的東西全部重新做，損失很大。后來我給他們介紹一個(gè)經(jīng)驗(yàn)，換掉國外變頻器用國內(nèi)的變頻器。所以電壓質(zhì)量解決電能質(zhì)量，尤其是微電網(wǎng)中解決電壓質(zhì)量的問題，電壓跌落的問題。08年奧運(yùn)保電，就是電能質(zhì)量的。我們的照明、路燈低于10個(gè)毫秒，電壓降到70%一下就會(huì)熄滅，熄滅以后有一分鐘以后才能再亮。
最后，提高可再生能源的利用率。這就是我們講的微電網(wǎng)的平衡度。自平衡度是指微電網(wǎng)中的分布式電源和儲(chǔ)能裝置、輸出功率和符合輸出功率的比值，是能夠滿足微電網(wǎng)中需要的特征值，這個(gè)特征值取多時(shí)適合？現(xiàn)在還沒有定，但是必須強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。大家知道有一個(gè)吐魯番上來以后30兆瓦的微電網(wǎng)只有幾十千瓦的儲(chǔ)能，這樣雖然滿足平衡率，但是如果作為孤網(wǎng)以后怎么保持運(yùn)行？第二是微電網(wǎng)的自平滑度，就是微電網(wǎng)的沖擊負(fù)荷，我們講微電網(wǎng)和電網(wǎng)的連接是兩個(gè)電網(wǎng)的互聯(lián)，我們強(qiáng)調(diào)它和電網(wǎng)是交換功率，這個(gè)時(shí)候自平滑率是交換功率的比值。交換功率越小，所以自平衡度越高，但是平滑在交換之后不要出現(xiàn)通變，這樣會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成很大的沖擊。
這個(gè)微電網(wǎng)應(yīng)有一定的自平衡能力，微電網(wǎng)的發(fā)電量占其用電量的百分之多少？微電網(wǎng)應(yīng)該具有一定的儲(chǔ)能電源，平抑可間歇性電源的間歇性和波動(dòng)性，同時(shí)能夠起到削峰填谷的作用。換言之，要有一定的儲(chǔ)能。
這個(gè)是我們?cè)僖粋€(gè)切換，配電網(wǎng)發(fā)生故障以后，微電網(wǎng)的切換過程也是靠儲(chǔ)能來保證切換。微電網(wǎng)要具備快速有功/無功耗的調(diào)節(jié)能力，能平滑微電網(wǎng)分布式電源和負(fù)荷的波動(dòng)，平滑模式切換對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
要強(qiáng)調(diào)運(yùn)行控制必須保證各狀態(tài)的平滑過渡，這個(gè)時(shí)候就強(qiáng)調(diào)可控電源，這里面速度最快的還是儲(chǔ)能裝置，和一定的穩(wěn)控措施來平衡保證平滑性。第二個(gè)要保證微電網(wǎng)中的電能質(zhì)量。這里面我們?cè)趯憳?biāo)準(zhǔn)的時(shí)候提到兩個(gè)，微電網(wǎng)的電能質(zhì)量和接入公共電網(wǎng)的電能質(zhì)量是有差異的，接入公共接入點(diǎn)，PPC點(diǎn)的電能質(zhì)量應(yīng)該是滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，但是微電網(wǎng)的電能質(zhì)量可能要高，可能要低。微電網(wǎng)中分布式電源間歇性和負(fù)荷波動(dòng)性需要儲(chǔ)能在協(xié)調(diào)過程中滿足電能質(zhì)量。
微電網(wǎng)中的微電源和儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制的優(yōu)化運(yùn)行。主要強(qiáng)調(diào)微電源和儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)調(diào)度內(nèi)容，在并網(wǎng)的時(shí)候微電網(wǎng)和儲(chǔ)能的協(xié)調(diào)控制，在低谷的時(shí)候保證儲(chǔ)能保持在一定的容量；第二，離網(wǎng)時(shí)微電源和儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)調(diào)度。還有一個(gè)緊急狀況的處理程序，就是黑啟動(dòng)，燃?xì)夂筒裼桶l(fā)電機(jī)的差別是什么？燃?xì)庥泄艿?，在?yīng)急條件下管道是不能作為應(yīng)急電源的，必須要有儲(chǔ)能，放置儲(chǔ)蓄罐的容量要接受到環(huán)評(píng)價(jià)。我們?cè)谖㈦娋W(wǎng)中采用的是儲(chǔ)能，尤其是醫(yī)院的時(shí)候。我們?cè)趪覙?biāo)準(zhǔn)里面強(qiáng)調(diào)，像三甲以上的醫(yī)院自己配制自備電源，這個(gè)時(shí)候就要用到儲(chǔ)能。微電網(wǎng)自平衡度和自平滑度的控制，通過自平衡度控制與區(qū)域配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動(dòng)，相互支撐，通過自平滑度控制有效減少功率波動(dòng)對(duì)配電網(wǎng)的沖擊，實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)無縫切換，減少儲(chǔ)能裝置頻繁調(diào)節(jié)，延長使用壽命。[page]
運(yùn)行控制策略強(qiáng)調(diào)要有可控的電源，就是可以調(diào)度的容量，發(fā)動(dòng)機(jī)、電池，而且負(fù)荷要將來有一部分可再生能源控制負(fù)荷，控制發(fā)電量是受限制的，但是我們可以控制負(fù)荷。負(fù)荷有可控的，電源有可控的，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行。通過儲(chǔ)能來實(shí)現(xiàn)可控電源。
再一個(gè)就是利用儲(chǔ)能最大限度的可再生能源發(fā)電，我們儲(chǔ)能的配比達(dá)到減少棄風(fēng)棄光，也就是一個(gè)是負(fù)荷預(yù)測(cè)，一個(gè)是間歇性電源的預(yù)測(cè)，但是我們?cè)趦?chǔ)能中強(qiáng)調(diào)微電網(wǎng)中需要對(duì)電網(wǎng)有支撐能力，這個(gè)支撐能力也是快速的支撐能力，要解決電壓暫降問題。因?yàn)殡妷簳航禑o功支撐對(duì)電網(wǎng)影響很大的，而且對(duì)負(fù)荷影響很大的。對(duì)首都機(jī)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研的時(shí)候，首都機(jī)場(chǎng)對(duì)北京供電局，供電局在2011年出現(xiàn)20次超過100毫秒的電壓暫降造成行李傳送帶停機(jī)。尤其是我們很多輸電現(xiàn)象。現(xiàn)在影響電網(wǎng)，以前冰災(zāi)現(xiàn)在影響到秋冬季到有要線路舞動(dòng)，這個(gè)現(xiàn)象造成煙臺(tái)區(qū)域50萬線路完全跳槽，線路一舞動(dòng)以后銜接距離不夠，然后就導(dǎo)致跳閘，還有線路密度也不夠。
還有一個(gè)有功的支撐，這個(gè)時(shí)候的功率支撐也是靠儲(chǔ)能來實(shí)現(xiàn)的。無功的支撐這都是我們對(duì)微電網(wǎng)將來作運(yùn)行控制上的指標(biāo)。后面實(shí)際上在微電網(wǎng)中儲(chǔ)能的比較，趙博士已經(jīng)講很多了，我這里有點(diǎn)多余了。實(shí)際上我們主要還是用在儲(chǔ)能里邊用于功率型的，能量型的我們鉛酸電池是比較穩(wěn)定的，正是因?yàn)檫@種特性才被長期使用，安全性和穩(wěn)定性比較好，這方面楊院士在上午講過。我在部隊(duì)待過，我們的潛艇這么多年來一直使用鉛酸電池，787為了解決能量問題使用鋰離子電池，結(jié)果接連發(fā)生兩次事故，直接影響了787的出廠。
超導(dǎo)儲(chǔ)能只是在實(shí)驗(yàn)室用過，但是距離在電網(wǎng)中應(yīng)用還有一段距離。至于飛輪儲(chǔ)能，高速飛輪用的很少，但是常規(guī)飛輪在05年和07年使用已經(jīng)很廣泛了。我們的半導(dǎo)體廠都是用飛輪儲(chǔ)能，正常的時(shí)候帶著電動(dòng)機(jī)帶著飛輪轉(zhuǎn)，當(dāng)停電以后直接推上去供電。但是這個(gè)飛輪也是一個(gè)成本的問題。
超級(jí)電容用的比較多了，主要用在功率型儲(chǔ)能，尤其是解決平滑電網(wǎng)的交換。
謝謝大家?。ū靖鍍?nèi)容未經(jīng)演講者確認(rèn)）
