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微電網將成為智能電網投資新亮點

當前,節能減排、綠色能源、發展低碳經濟、可持續發展成為各國關注的焦點。人類能源發展面臨的第一挑戰,是以可再生能源逐步替代化石能源,建造能源使用的創新體系。如,目前約有三分之一的風電機組,由於本地負荷不足和外送通道受限等原因,處於停運狀態,造成極大的資源浪費。智能電網,基於先進的信息技術和通信技術,徹底改造現有的能源利用體系,最大限度地開發電網體系的能源效率。

智能電網(smart power grids),就是電網的智能化,也被稱為「電網2.0」,它是建立在集成的、高速雙向通信網路的基礎上,通過先進的感測和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用,實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標,其主要特徵包括自愈、激勵和抵禦攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。

智能電網地位獨特

智能電網是下一代強大的電力配電網概念,是電力系統向更靈活、清潔、安全及經濟方向發展的電網。在這一願景中,網格是一個網路相互連接的智能設備,它實施分散式控制,其以包括發電、輸電、配電和用電各環節的電力系統為對象,通過不斷研究新型的電網控制技術,並將其有機結合,實現從發電到用電所有環節信息的智能交流,系統地優化電力生產、輸送和使用。

對於電力系統而言,智能電網通過將電力系統與先進的通信和計算機技術相結合而得到的智能網路,能夠在系統發生故障和失去控制之前進行預測和自愈,具有更高的靈活性;而對於用戶而言,智能電網提供的電力具有更高的可靠性和安全性能,能源消耗降低,智能電網能以較低成本提供更優質的服務。

智能電網集成了一個願望——以減少溫室氣體排放和提高能源使用效率,同時提高電能質量,滿足消費者的需求。它包括市場放鬆管制,承認多元利益和利益相關者的發電和配電行業。在智能電網的發展過程中,配電網需要從被動式的網路向主動式的網路轉變,這種網路利於分散式發電的參與,能更有效地連接發電側和用戶側,使得雙方都能實時地參與電力系統的優化運行。

微電網作用顯著

智能電網是一個激進的變革,有很大的挑戰,這一設想變成現實之前還有很多問題需要解決。自動化是一個艱巨的任務,在整個網路中的每一台設備更換或升級,要求每個斷路器、每台變壓器、每台重合器能夠在發送狀態信息的請求時,遠程啟動智能電網。但目前,斷路器和重合器並沒有做出複雜的決策能力。然而,目前的微電網的研究正是解決這些問題的關鍵。

微電網中的電源多為容量較小的分散式電源,即含有電力電子介面的小型機組,包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏電池、小型風力發電機組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置,它們接在用戶側,具有成本低、電壓低及污染低等特點。隨著可再生能源的間歇性質增加,由此產生的浪涌功率有可能在網路中產生更多的不穩定性因素。為此,目前正在進行的微電網研究,很可能有助於此區域的發展。

另外,未來人類解決複雜問題的方案將變得非常具體,無論是自然系統還是人造系統,往往是將一個大的系統分成更小的模塊,包括數學,廠房結構,語言,軟體工程,及製造等等方面,這需要智能電網更多地走向細緻化。然而,與流行的智能電網的願景相比,現實情況是,在大規模部署的智能互聯網耦合基建的同時,沒有實用程序將急於暴露自己固有的風險。一個更有可能的路徑是通過小規模部署智能電網中智能網格的概念,如切負荷,調峰,自適應交換等。正是出於這些原因,微電網的概念才會明顯地在智能電網中得到應用。

未來發展趨勢

微電網是一種新型的網路結構,是實現主動式配電網的一種有效的方式,可實現對負荷多種能源形式的高可靠供給。開發和延伸微電網能夠促進分散式電源與可再生能源的大規模接入,使傳統電網向智能網路的過渡。微電網與更廣泛的網格相互作用可以被定義和限制,以便避免不良影響。

電氣設備專家稱,微電網本身可看做是小型的電力系統,具備完整的發輸配電功能,實現可再生能源的安全消納,同時微電網本身還是一個典型的分散式發電功能系統,通過能源之間的調度,提高終端能源的利用率,也是智能電網發展的技術趨勢。

從全球來看,微電網市場有望在未來5年迎來高速成長期。目前微電網主要處於實驗和示範階段,但從過去五年來看,微電網的技術推廣已經度過幼稚期,市場規模穩步成長,世界各地的政府、主要能源公司和電力公司等積極主導或參與當地微電網工程建設。未來5到10年,微電網的市場規模、地區分佈和應用場所分佈都將會發生顯著變化。

目前,國家電力系統輸電主網結構已經基本形成,隨著智能電網建設的快速發展,智能電網建設進入新的發展階段。在,政府日趨重視,自下而上推動力越來越強,市場前景廣闊,企業積极參与。近三年,微電網開始逐漸走到政策前台,新一輪電改方案逐步落實,市場進一步打開,再加上國內打造智能微電網新興產業競爭激烈,微電網發展空間將在一定程度上得到拓展。

未來,電網建設投資的重心將轉向配、用電環節。突破大規模間歇式新能源電源併網與儲能、智能配用電、大電網智能調度與控制、智能裝備等智能電網核心關鍵技術,就成為未來微電網投資在智能電網投資結構性變化中的新亮點。



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