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侯义明:储能在微电网中运行控制的作用

作者:新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2013-09-17 浏览:
中国储能网讯:9月8日,中国电科院配电所顾问侯义明高级工程师出席了由中国储能网举办的“储能技术在微电网与分布式能源中的应用”高层研讨会,并在大会上发表了主题演讲。以下为演讲内容:

  我来介绍一下储能在微电网中运行控制的作用,为什么要讲这个课题呢?因为我们现在正在起草一项关于微电网运行控制技术规范的国家标准。刚才赵博士在演讲过程中也提到了微电网。

  我们在写微电网标准的时候提到两个指标:一个是平衡率,一个是平滑率。因为要讲微电网的运行控制,我主要简单介绍一下微电网技术和储能技术。

  首先,微电网是由分布式电源和储能组合构成的独立可控的电源系统。这个时候就强调微电网和其他电网是要有储能,只有有了储能才能做一个可控的电源。

  其次,微电网要平滑的接入电网,我们后面讨论两个指标,一个自平衡率,一个自平滑率。我们还强调智能电网要做到平滑的接入电网。另外,微电网要独立运行,这个时候就要保证它的自平衡度。

  刚才讲了微电网技术是分布式发电领域研究的前沿。它是可再生能源利用和解决配网延伸的供电方式,也是实现分布式电网和配电网协调发展的手段。

  这是国外给出来一个典型模型,我们强调它的组成构成,一是分布式电源,二是储能,三是控制系统,四是通信系统。

  这是一个典型的微电网的架构,主要应用刚才都有讲过,我这里就不再多讲。

  首先,发展微电网的目的和意义主要分为以下方面:第一,提高分布式能源的接纳能力;第二,节约能耗;第三,解决偏远地区的供电问题;第四,提高电网整体抗灾能力。前一段时间,我们在修编国家标准层次建立规划规范时提出了一个观点—加强本地电源,即为了保证电网的安全性,不能全部都是外送电,要有本地电源,这是保证供电安全。还有刚才讲的供电质量问题,也是需要储能。我们最近我们起草了《重要电力用户自备电源和供电电源的供电安全》,国家安监局、能源局等部门做了关于供电安全的调研,并专门去了一趟煤矿,也提到供电安全的问题。刚才好多人讲,煤矿在没有电的时候不照样挖煤吗?但是煤矿工人告诉我们,以前挖煤没有这么深,有多深呢?海下一千多公尺。海下安全就要注意挡水性。

  第二,储能技术大家都介绍过了,我就不再多说。但是我们主要强调电网是利用储能的能量性和功率性。

  实际上,我认为目前大规模储能的应用主要受价格和容量的限制,主要是分布式电源和微电网上的应用比较现实一些,而且是实实在在的应用。

  储能应用控制的技术主要是坚持管理系统、储能监控、储能运行维护。[page]
  这里我主要讲储能运行控制的作用。首先,储能是微电网中必不可少的部分,发挥着至关重要的作用:第一,能够提高电量和功率的平衡。刚才赵博士也讲过,要达到电量和功率的平衡,电量是平衡度,功率是交换存量的问题。第二,削峰填谷,可以解决弃风弃光。第三,改善微电网的电能质量问题,电压跌落也是问题,因为现在要求的标准越来越高。只要一有电压跌落,很多电机就跳闸。前几天一个工厂找我,说只要一有电压跌落就跳机,一跳以后所有正在压缩的东西全部重新做,损失很大。后来我给他们介绍一个经验,换掉国外变频器用国内的变频器。所以电压质量解决电能质量,尤其是微电网中解决电压质量的问题,电压跌落的问题。08年奥运保电,就是电能质量的。我们的照明、路灯低于10个毫秒,电压降到70%一下就会熄灭,熄灭以后有一分钟以后才能再亮。

  最后,提高可再生能源的利用率。这就是我们讲的微电网的平衡度。自平衡度是指微电网中的分布式电源和储能装置、输出功率和符合输出功率的比值,是能够满足微电网中需要的特征值,这个特征值取多时适合?现在还没有定,但是必须强调这一点。大家知道有一个吐鲁番上来以后30兆瓦的微电网只有几十千瓦的储能,这样虽然满足平衡率,但是如果作为孤网以后怎么保持运行?第二是微电网的自平滑度,就是微电网的冲击负荷,我们讲微电网和电网的连接是两个电网的互联,我们强调它和电网是交换功率,这个时候自平滑率是交换功率的比值。交换功率越小,所以自平衡度越高,但是平滑在交换之后不要出现通变,这样会对电网的电能质量造成很大的冲击。

  这个微电网应有一定的自平衡能力,微电网的发电量占其用电量的百分之多少?微电网应该具有一定的储能电源,平抑可间歇性电源的间歇性和波动性,同时能够起到削峰填谷的作用。换言之,要有一定的储能。

  这个是我们再一个切换,配电网发生故障以后,微电网的切换过程也是靠储能来保证切换。微电网要具备快速有功/无功耗的调节能力,能平滑微电网分布式电源和负荷的波动,平滑模式切换对电网的冲击。

  要强调运行控制必须保证各状态的平滑过渡,这个时候就强调可控电源,这里面速度最快的还是储能装置,和一定的稳控措施来平衡保证平滑性。第二个要保证微电网中的电能质量。这里面我们在写标准的时候提到两个,微电网的电能质量和接入公共电网的电能质量是有差异的,接入公共接入点,PPC点的电能质量应该是满足国家标准,但是微电网的电能质量可能要高,可能要低。微电网中分布式电源间歇性和负荷波动性需要储能在协调过程中满足电能质量。

  微电网中的微电源和储能协调控制的优化运行。主要强调微电源和储能的实时调度内容,在并网的时候微电网和储能的协调控制,在低谷的时候保证储能保持在一定的容量;第二,离网时微电源和储能的实时调度。还有一个紧急状况的处理程序,就是黑启动,燃气和柴油发电机的差别是什么?燃气有管道,在应急条件下管道是不能作为应急电源的,必须要有储能,放置储蓄罐的容量要接受到环评价。我们在微电网中采用的是储能,尤其是医院的时候。我们在国家标准里面强调,像三甲以上的医院自己配制自备电源,这个时候就要用到储能。微电网自平衡度和自平滑度的控制,通过自平衡度控制与区域配电网的协调互动,相互支撑,通过自平滑度控制有效减少功率波动对配电网的冲击,实现并离网无缝切换,减少储能装置频繁调节,延长使用寿命。[page]
  运行控制策略强调要有可控的电源,就是可以调度的容量,发动机、电池,而且负荷要将来有一部分可再生能源控制负荷,控制发电量是受限制的,但是我们可以控制负荷。负荷有可控的,电源有可控的,这样才能真正实现微电网的优化运行。通过储能来实现可控电源。

  再一个就是利用储能最大限度的可再生能源发电,我们储能的配比达到减少弃风弃光,也就是一个是负荷预测,一个是间歇性电源的预测,但是我们在储能中强调微电网中需要对电网有支撑能力,这个支撑能力也是快速的支撑能力,要解决电压暂降问题。因为电压暂降无功支撑对电网影响很大的,而且对负荷影响很大的。对首都机场进行调研的时候,首都机场对北京供电局,供电局在2011年出现20次超过100毫秒的电压暂降造成行李传送带停机。尤其是我们很多输电现象。现在影响电网,以前冰灾现在影响到秋冬季到有要线路舞动,这个现象造成烟台区域50万线路完全跳槽,线路一舞动以后衔接距离不够,然后就导致跳闸,还有线路密度也不够。

  还有一个有功的支撑,这个时候的功率支撑也是靠储能来实现的。无功的支撑这都是我们对微电网将来作运行控制上的指标。后面实际上在微电网中储能的比较,赵博士已经讲很多了,我这里有点多余了。实际上我们主要还是用在储能里边用于功率型的,能量型的我们铅酸电池是比较稳定的,正是因为这种特性才被长期使用,安全性和稳定性比较好,这方面杨院士在上午讲过。我在部队待过,我们的潜艇这么多年来一直使用铅酸电池,787为了解决能量问题使用锂离子电池,结果接连发生两次事故,直接影响了787的出厂。

  超导储能只是在实验室用过,但是距离在电网中应用还有一段距离。至于飞轮储能,高速飞轮用的很少,但是常规飞轮在05年和07年使用已经很广泛了。我们的半导体厂都是用飞轮储能,正常的时候带着电动机带着飞轮转,当停电以后直接推上去供电。但是这个飞轮也是一个成本的问题。

  超级电容用的比较多了,主要用在功率型储能,尤其是解决平滑电网的交换。
  
  谢谢大家!(本稿内容未经演讲者确认)
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关键字:储能 技术

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