中國儲能網(wǎng)訊：島嶼供電是新能源微電網(wǎng)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。通過建設(shè)光伏發(fā)電、風力發(fā)電、潮汐能發(fā)電等可再生新能源，可以為島嶼提供淵源不斷的無污染的能源供應(yīng)。對于已有柴油發(fā)電的島嶼，可以配合使用，減少柴油的消耗量，提高經(jīng)濟效益，減少環(huán)境污染和碳排放。
中國的面積達500平方米以上的島嶼為6536個，總面積72800多平方公里，島嶼岸線長14217.8公里。其中有人居住的島嶼為450個。中國島嶼小島多、大島少，無人島多、有人島少，缺水島多、有水島少。我國面積超過1000平方千米的大島有3個，臺灣島、海南島、崇明島。按其成因可分3類：基巖島、沖積島、珊瑚礁島。東海約占島嶼總數(shù)的60%，南海約占30%，黃、渤海約占10%。
其中，450個有人島的電力供應(yīng)基本以柴油機供電為主。由于偏遠地區(qū)遠離電廠、地廣人稀，總體用電量不大等原因，遠距離架設(shè)輸電網(wǎng)絡(luò)不符合經(jīng)濟效益，尤其是海島遠離陸地，鋪設(shè)海底電纜的前期投入和后期維護費用巨大難以收回成本，故這些地區(qū)的供電多由柴油發(fā)電機提供。
隨著柴油發(fā)電成本的不斷攀升，消耗不可再生能源還會導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染，因此利用可再生能源發(fā)電已逐步進入偏遠地區(qū)供電系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的可再生能源發(fā)電需柴油發(fā)電機建立主干網(wǎng)協(xié)助工作，并且受環(huán)境因素影響較大，不能滿足人們對高質(zhì)量電力供應(yīng)的需求。
新能源微電網(wǎng)技術(shù)可有效解決原有偏遠地區(qū)供電存在的問題，減少或完全剔除柴油機發(fā)電，改善環(huán)境因素對可再生能源發(fā)電的影響，為用戶提供安全、穩(wěn)定的電力供給。
發(fā)展島嶼的可再生能源發(fā)電，可以減少柴油消耗，減少環(huán)境污染，增加島內(nèi)的能源供給，而微電網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)這一目標的重要技術(shù)與經(jīng)濟手段。島嶼微電網(wǎng)在國外已有多個案例，如美國夏威夷卡哈拉島(Kohala)微型電網(wǎng)，希臘愛琴海基克拉迪群島(Kythnos)微型電網(wǎng)示范系統(tǒng)等。
我國現(xiàn)已建成或在建多個島嶼新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括浙江的東福山島、南麂島、鹿西島，福建湄洲島，廣東的東澳島，海南三沙的永興島，山東的長島等。這些項目為新能源微電網(wǎng)在島嶼上的推廣應(yīng)用，做出了很好的示范。
一、浙江東福山島微電網(wǎng)
浙江東福山島微電網(wǎng)屬于孤島發(fā)電系統(tǒng)，采用可再生清潔能源為主電源，柴油發(fā)電為輔的供電模式，為島上居民負荷和一套日處理50噸的海水淡化系統(tǒng)供電。工程配置100kWp光伏、210kW風電、200kW柴油機和960kWH鉛酸交替蓄電池，總裝機容量510kW，接入0.4kV電壓等級。該系統(tǒng)由國電浙江舟山海上風電開發(fā)有限公司負責運營，2011年4月建成投運，可獨立運行。
東福山島現(xiàn)在運行了2年零5個月，從設(shè)計條件來說還是運行比較成功的。從一兆瓦時的能量設(shè)計是比較合適，因為每天東福山島只有兩種運行模式，一個是柴油發(fā)電機運行模式，一個是PCS運行模式，完全是靠風光儲藏。尤其是晚上，柴油發(fā)電機要關(guān)掉，因為整個島很小，柴油發(fā)電機夜間運行會影響島上居民的睡眠。因此，晚上柴油發(fā)電機不開，完全靠風光儲，從這個角度來說儲能每天一個充放電循環(huán)就做到了。
二、廣東珠海東澳島風光柴蓄微電網(wǎng)
2009年國家“太陽能屋頂計劃”政策支持的項目之一。2010年7月建成投入使用。
廣東珠海東澳島風光柴蓄微電網(wǎng)電壓等級為10kV，包括1.04MWp光伏、50kW風力發(fā)電、1220kW柴油機、2000kWh鉛酸蓄電池和智能控制，多級電網(wǎng)的安全快速切入或切出，實現(xiàn)了微能源與負荷一體化，清潔能源的接入和運行，還擁有本地和遠程的能源控制系統(tǒng)。該項目由興業(yè)太陽能公司負責管理運營，可獨立運行。據(jù)了解，東澳島微電網(wǎng)系統(tǒng)中使用的儲能裝置是鉛酸電池，共4組960塊，總價168萬元，使用壽命10年。
十年前的東澳島就以風景秀麗著稱，但因為缺電少有游客踏足。如今，微電網(wǎng)解決了東澳島的用電難題，游客也慕名而來。
作為國內(nèi)第一個成功商業(yè)化運作的微電網(wǎng)項目，珠海東澳島項目一直備受業(yè)內(nèi)關(guān)注，更被視為電力領(lǐng)域創(chuàng)新實踐的一個突破。這個由中國興業(yè)太陽能技術(shù)控股有限公司(以下簡稱興業(yè)公司)于2009年投資興建的項目，不僅解決了島上居民的用電難題，更成為國內(nèi)微電網(wǎng)項目建設(shè)的一個標桿，直接帶動一大批同類項目落地生根。
東澳島微電網(wǎng)項目使用的并非上述傳統(tǒng)輸電模式，而是電源—用戶的直接輸電模式，即太陽能發(fā)電直接上網(wǎng)輸送到用戶手中，并不一定經(jīng)過儲能系統(tǒng)的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)?！皟δ苁菫榱舜鎯Χ嘤嗟哪芰?，但是在我們的系統(tǒng)中，一旦出現(xiàn)這種情況會直接關(guān)閉太陽能發(fā)電裝置。”。
“儲能最關(guān)鍵的作用是調(diào)節(jié)平衡。”按照李晟的說法，在東澳島微電網(wǎng)系統(tǒng)中，當發(fā)電量小時，儲能是個發(fā)電機，參與發(fā)電;當發(fā)電量大時，儲能是個用電設(shè)施，能把多余的能量存儲起來。
三、浙江鹿西島微電網(wǎng)
在鹿西島上建設(shè)的1.2MW風力發(fā)電系統(tǒng)、500kW光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、微電網(wǎng)中央運行監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)以及單戶模式微電網(wǎng)系統(tǒng)，能實現(xiàn)并網(wǎng)和孤網(wǎng)兩種運行模式的靈活切換，可以為全島用戶提供清潔可再生能源。
鹿西島是浙南沿海重點海洋捕撈基地、溫州市菜藍子工程后方供給基地之一，也是聞名遐邇的海上鳥島。
位于洞頭縣鹿西島并網(wǎng)型微網(wǎng)示范工程是國家863計劃“含分布式電源的微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”課題的兩個示范工程之一。
該工程的投運充分開發(fā)和利用了島上豐富的風、光能等綠色資源，可靠的微型智能供電網(wǎng)絡(luò)，有效解決海島電力供應(yīng)問題;也是對分布式電源、儲能和負荷構(gòu)成的新型電網(wǎng)運營模式的有益探索，對推動新技術(shù)在海島電網(wǎng)應(yīng)用具有積極意義，為浙江乃至全國海島供電提供了范本。
項目2014年1月投入運行。
四、浙江南麂島微電網(wǎng)
位于浙江溫州平陽縣的南麂島是“我國十大最美海島”之一。
因得天獨厚的資源優(yōu)勢和綠色的環(huán)境，南麂島被選為“國家863計劃微電網(wǎng)項目”試點。未來，島上那些美麗的自然資源都將成為當?shù)仉娏碓?，實現(xiàn)光能、風能、海洋能的綜合利用。
南麂島微網(wǎng)示范工程總投資1.5億元，主要在島上建設(shè)1000千瓦的風力發(fā)電系統(tǒng)、545千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)、30千瓦的海流能發(fā)電系統(tǒng)以及1000kWh儲能系統(tǒng)，保留柴油發(fā)電系統(tǒng)，結(jié)合電動汽車充換電站、智能電表、用戶交互等先進的智能電網(wǎng)技術(shù)，滿足建設(shè)生態(tài)海島、環(huán)保海島的需要。
風、光等清潔能源具有間歇性，應(yīng)用微電網(wǎng)后，不刮風、沒太陽的日子，島內(nèi)用電怎么辦?
微電網(wǎng)工程也有了考慮，首先島上仍然留有柴油發(fā)電機備用，更重要的是，島上將安裝先進的儲能系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)中的蓄電池可以儲存1000千瓦電能，發(fā)電高峰時儲電，電力供應(yīng)不足時可以穩(wěn)定供電。而今后島上的所有汽車也將成為儲能系統(tǒng)的一部分。
2012年5月19日，南麂島充換電站建設(shè)同時啟動。目前南麂島上共有近30多輛汽車，基本是政府用車和公交車。今后，計劃將島上所有汽車更換為電動汽車，打造“開車不用油”的島嶼。
“每輛電動汽車將安裝4組蓄電池，可以續(xù)航80千米左右，差不多可以在島上轉(zhuǎn)三四圈。汽車沒電了，司機可以去充換電站換電池，整個過程只要五六分鐘，比汽車加油還方便。”平陽電力公司相關(guān)負責人介紹說。
工程贏得了當?shù)卣块T的大力支持和肯定。為了推進南麂島微網(wǎng)項目，在項目規(guī)劃編制、項目核準、施工等階段，南麂列島國家自然保護區(qū)管理局均給予大力配合。
項目2012年5月開工建設(shè)，2014年9月投入運行。
五、海南三沙永興島微電網(wǎng)
海南省三沙市500千瓦獨立光伏智能微電網(wǎng)項目，由海南天能電力有限公司承建，2013年12月31日建成投入運行，是海南首個獨立光伏智能微電網(wǎng)項目，永興島上基本形成“智能、高效、可靠、綠色”的島嶼型多能互補微型電網(wǎng)，為島上軍民提供更為可靠的可再生清潔能源保障。
為了支持三沙的建設(shè)，海南天能電力主動承接工程項目，并開始籌劃在永興島建設(shè)獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)。在論證過程中，海南天能發(fā)現(xiàn)僅建設(shè)獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，并不能完全解決光伏與原有柴油機發(fā)電系統(tǒng)的有機融合，進而實現(xiàn)全島協(xié)同聯(lián)動電力統(tǒng)籌調(diào)度，發(fā)揮海島多種能源的綜合集成，建設(shè)清潔能源綜合供給系統(tǒng)成為最終方案?；诖朔N共識，天能電力迅速追加了對項目的投資，多次召集多位微網(wǎng)專家進行討論，確立了海島微電網(wǎng)的嘗試建設(shè)方案，充分利用太陽能、風能、海洋能等可再生能源，積極利用天然氣、生物質(zhì)能(沼氣)等清潔能源，結(jié)合新型環(huán)保儲能技術(shù)，形成微型智能能源管控調(diào)度網(wǎng)絡(luò)。
從?？诘奈牟龒u到永興島，渡輪需要持續(xù)航行18個小時以上，島上物資困乏，連最基本的土建材料都需要從海口運過去，施工難度可想而知。從施工員工的講述中，記者得知，在一次沙料運輸中，即將到岸的運輸小船遭遇大風，工人舍不得將部分沙料物資扔進海里，天能電力公司總經(jīng)理許湘成下達命令，立即拋棄物資，才得以確保施工人員的安全。據(jù)了解，這樣驚險遭遇遠不止一次。超強臺風更是具有摧毀性力量，現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)現(xiàn)部分建好的組件被臺風吹落。
這些雖然延緩了施工進程，卻絲毫沒有影響海南天能人的決心與建設(shè)步伐，海南天能還別出心裁地設(shè)計出加高屋頂建筑圍欄的方案，確保光伏組件免受破壞。
如今，500kw的三沙微電網(wǎng)系統(tǒng)工程順利投運。該項目在三沙市永興島北京路沿線兩側(cè)屋頂安裝光伏組件作為分布式能源，配以1000kwh磷酸鐵鋰電池作為能量存儲及緩沖，并結(jié)合智能微電網(wǎng)管控技術(shù)，為三沙供電負荷提供高品質(zhì)的綠色電力，成為海南省第一個智能微電網(wǎng)系統(tǒng)。
三沙市政府副市長馮文海說：“三沙光伏發(fā)電示范項目的建成運營，很好地解決島上軍民生產(chǎn)生活用電困難問題,島上的電力發(fā)展和能源高效綜合利用奠定良好基礎(chǔ)，今后，微電網(wǎng)模式將有望推廣到西沙群島和其他島嶼，真正實現(xiàn)生態(tài)保護與經(jīng)濟建設(shè)的同步發(fā)展。”
六、福建湄洲島儲能與微電網(wǎng)
湄洲島儲能電站項目是國內(nèi)首個直接接入10千伏配電網(wǎng)的海島儲能工程項目。該項目是國家電網(wǎng)公司重點科技項目，總投資約2400萬元，2013年3月份啟動建設(shè)，由國網(wǎng)莆田供電公司和福建電科院共同組織實施。2014年9月25日，國家電網(wǎng)公司科技部組織驗收專家到莆田湄洲島，通過現(xiàn)場觀摩、聽取工作匯報以及查看資料等形式，驗收組一致認為該項目達到國際先進水平，予以評審?fù)ㄟ^。
儲能電站建于湄洲島海底電纜進島處的變電所旁邊，接入變電所內(nèi)10千伏母線，與海纜一起向全島供電。該項目于今年(2014年)7月2日投運。項目占地面積400多平方米，主要由1兆瓦/2兆瓦時的磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)、兩臺500千伏安雙向變流器、系統(tǒng)監(jiān)控及接入系統(tǒng)組成。儲能電站緊鄰湄洲島海底電纜進島開關(guān)站，遙望大海對側(cè)110千伏忠門變電站，儲能電站出線接至開關(guān)站10千伏母線，與海底電纜一起為島上供電。
該項目將引入國際新能源技術(shù)的新標準，在儲能電站的基礎(chǔ)上研發(fā)建設(shè)海島“微電網(wǎng)”，將湄洲島建成以風能、光能等可再生能源利用為特征的智能電網(wǎng)綜合集成示范工程，保障海島穩(wěn)定供能。
湄州島儲能電站就是湄洲未來能源互聯(lián)網(wǎng)的一個重要組成部分。為此，莆田供電公司提出利用微網(wǎng)建設(shè)方案，建設(shè)集發(fā)電、配電、用電于一體的“智慧生態(tài)海峽島”。
近期規(guī)劃，擬在儲能電站附近規(guī)劃建設(shè)微電網(wǎng)保證媽祖廟、燈塔等重要負荷供電，島上的分布式發(fā)電為居民提供能源供給。
中期規(guī)劃，擴充可再生能源接入，包含光伏、風電等可再生能源發(fā)電和電動汽車的綠色、經(jīng)濟的供用電系統(tǒng)為海島、大陸提供清潔綠色能源，計劃中期可再生能源接入將達到風電接入24兆瓦，光伏發(fā)電接入8兆瓦。
遠期規(guī)劃，最終將建成包括可再生能源、清潔智能電動汽車能源補給中心、智能用電、智能家居等在內(nèi)的綜合智能生態(tài)島，其中可再生能源將達到風電48兆瓦，光伏16兆瓦。
七、山東長島微電網(wǎng)
長島作為山東省唯一的海島縣，由32座島嶼組成，地理位置特殊，加快長島電網(wǎng)建設(shè)，對服務(wù)國際休閑度假島建設(shè)和地方經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要。
根據(jù)規(guī)劃，長島電網(wǎng)將劃分成四個微電網(wǎng)，南北長山微電網(wǎng);大、小黑山廟島微電網(wǎng)、大竹山微電網(wǎng)、北部五島微電網(wǎng)。先實施的是北五島微電網(wǎng)中的砣磯島微電網(wǎng)。整個工程計劃將在2013年9月開工，預(yù)計11月完工。
長島微電網(wǎng)項目內(nèi)容包括開發(fā)建設(shè)微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制與調(diào)度系統(tǒng)，在砣磯島建設(shè)儲能系統(tǒng)，對北部五島現(xiàn)有柴油發(fā)電機組和電網(wǎng)進行改造，建成具有分布式電源、負荷、儲能系統(tǒng)及能量轉(zhuǎn)換裝置、調(diào)控系統(tǒng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，以實現(xiàn)北部五島清潔能源并網(wǎng)控制和電網(wǎng)安全運行，并為今后微電網(wǎng)推廣和應(yīng)用積累經(jīng)驗。
