分布式光伏降本增效获显著进展分布式能源迎来“技术奇点”

2017-12-12 15:39:04 来源:中能智库　点击量：评论 (0)

近年来，得益于电力技术、信息技术、控制技术和储能技术的快速发展，全球分布式能源项目呈现井喷式的发展。可再生能源发电和小型燃气轮机技术的成熟使得平准化能源成本(LCOE)快速下降，分布式能源项目的经济性从

风电、光伏等可再生能源飞速发展，电能储存的重要性不断上升。飞轮、超级电容、锂电池和液流电池等储电技术可以平滑分布式光伏的输出曲线，为系统的稳定运行提供支持。在光伏输出大于用户需求时，多余的电量可以被储存。如果太阳能电池板停止工作，或出现尖峰负荷、供电不足、电网断电等情况，储存的电能可以被释放出来，满足用户的用电需求，提高分布式光伏的综合利用率。随着电动汽车的推广和能源互联网概念的兴起，将电动汽车纳入储能网络的技术也纷纷涌现。其中，动力电池厂商、汽车制造企业以及高校已经展开相关研究，探索在分布式能源系统中利用废旧动力电池进行储能的技术可行性和经济效益。热储存是一种简单但基本的技术，该技术通常在建筑楼宇和工业过程中使用，一方面可以通过最优化供暖、通风和空调 (HVAC) 系统的方式来提高系统效率;另一方面，也可以避免高峰时段的电价溢价。

此外，氢能源也逐渐成为储能和分布式能源领域的下一个创新点。作为可再生能源利用的大国，德国目前已经建成数十个“风电制氢”项目：通过电解水设备，利用电网无法消纳的风电生产氢气，随后将氢气按照适当比例混入当地的天然气管道，供附近用户使用。这种方式将庞大的天然气网络当做储能介质，进一步降低风电场的弃风率。今年5月，国内首个风电制氢项目的制氢站也正式开工。在用户侧，电解水制氢可以与分布式光伏充分结合，在储能的同时生产氢气，整个过程中不排放任何污染物和温室气体。借助燃料电池、氢能源汽车等技术的推广，以氢气为核心的分布式能源网络也会迎来更大的发展空间。

信息及控制技术

数据、通信及控制技术创新为智能化的综合能源管理系统奠定了物理基础。随着信息和控制技术在分布式能源系统中的广泛应用，基于实时数据采集的监测、分析系统可以指导能源系统以最优化的方式运行，实现高效发电、实时故障检测、需求侧管理等功能。新型智能电表和能效管理软件如微网管理系统(MGMS)楼宇能源管理系统(BEMS)都是信息和控制技术在能源管理方面重要的硬件创新和软件创新。良好的能源管理可以提高系统可靠性、帮助节能增效，从而为更多地部署分布式和可再生能源发电创造了可能性。可以说，能源控制和管理技术变革正在深刻推动消费者改变其能源管理模式。

在典型的集成多种供能技术及储能设施的分布式能源系统中，作为神经中枢的能源管理系统不可或缺。能源管理系统监测和控制供能设备的运行状态，收集并分析用户冷、热、电能负荷的信息，并在不同系统状态之间进行切换。先进的能源管理技术可以保证系统的能源供需平衡，提高综合能源效率，并降低用户的用能成本，这在楼宇和工业园区等大型分布式能源的应用场景中显得尤为重要。例如，德国弗莱建筑集团联合西门子公司在德国弗莱堡市开发建设“智能绿塔”(Smart Green Tower)项目就是在当前最先进的能源管理系统的综合调度下实现了智能、高效、经济的稳定运行。这座商住综合建筑的屋顶及幕墙覆盖太阳能电池板，为整座建筑提供可再生电力，并充当幕墙外的另一层隔热材料。建筑内部安装了容量为0.5 MWh的锂电池储能单元，用来储存分布式光伏产出的多余电力，平滑光伏系统的输出曲线，并在尖峰负荷等情况下供电。智能绿塔配备的能源管理系统控制建筑内的光伏、储能以及耗能设备。结合分布式光伏的输出功率监测与当地电价的变化，能源管理系统将尽可能地提高分布式光伏的利用率，降低电网电力的使用比例，提升整个系统的经济性;储能单元的开关受能源管理系统的控制，系统将优化太阳能电池板与电池之间的充电循环;根据运行人员的需求，系统还可以在提高能效、降低用能成本和降低二氧化碳排放等不同情景之间进行切换。根据预测，这套能源管理系统将在建筑照明上节省80%的成本，供暖、通风和空调系统的成本也可以减少20%。

原标题:分布式能源迎来“奇点”