分布式光伏+储能的独立型微电网商业化发展前景

本文主要介绍了微电网的基础知识、独立型微电网、典型方案与成本核算、商业化发展前景等内容。

1、微电网概述

(1)微电网的定义

·微电网(Micro-Grid)是由分布式电源、负荷、储能、变配电和控制系统构成的小型电力系统。

·微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治电力系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤网运行。

·微电网是相对传统大电网的一个概念，发展微电网能够充分促进分布式可再生能源的大规模接入。微电网与大电网是相辅相成的，尤其在大电网没有覆盖的地区可以发挥更大的作用，以弥补大电网的不足。

(2)微电网的划分

·按照运行方式划分：并网型 孤网型(独立型)

·按照电网类型划分：交流微电网 直流微电网 混合型

·按照电压等级划分：低压(400V-1kV) 中压(1-35kV) 高压(35kV以上)

·按照规模划分：

小型(电网容量〈500kVA)

中型(500kVA<=电网容量〈6MVA)

大型(电网容量〉6MVA)

(3)微电网的应用

2、独立型微电网

独立型微电网：不依赖于外部电网，可以通过分布式电源、储能系统独立、稳定、长期地给负荷供电。

可分为直流型、交流型、交直流混合型三种。

为什么要发展独立型微电网系统?

·在现阶段，在大电网覆盖的经济发达地区，微电网的供电成本远高于大电网，缺乏经济性

·尤其是并网型微电网，易被大电网替代，缺乏竞争力

·但在大电网没有覆盖的地方，例如岛屿、偏远地区、城市周边、旅游景点等，微电网反而具有优势，因此迫切需要发展独立型微电网。

2.1、分布式电源

(1)独立型微电网相关的分布式电源

光伏发电

风力发电

燃气发电(天然气、沼气)

生物质发电

海洋能发电

小水电

柴油发电

(2)分布式发电的优缺点

优点：可利用丰富的清洁和可再生能源。

缺点：一些可再生能源具有间歇性和随机性。

(3)独立型微电网相关的分布式电源

·其中分布式光伏是最有潜力的可再生能源，适应面广，受限制少，技术进步快和成本下降迅速，最有应用前景。

·现阶段发展分布式光伏的困难与对策：

(地难找，电难接，补贴慢，用电需求不稳定)

(对策：可以采用独立型微电网方式，不依赖于电网;寻求适合的用电需求，真正实现自发自用)

2.2、储能系统

(1)独立型微电网相关的储能系统：

·化学储能

铅酸电池、铅酸胶休电池、铅碳电池、铅品电池

锂电池：磷酸铁悝、锰酸锂、三元、钛酸悝，

液流电池：全钒液流、锌溴，

镍氢电池、钠硫电池、锌空、锂空)

·物理储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮、相变储能、超级电容器、超导储能、蓄热蓄冷)

储能系统是独立型微电网不可或缺的组成部分，也是造成微电网系统成本高的主要原因。

需要找到大輻降低储能成木的方式方法：

a.技术进步

b.商业模式创新

(结合电动汽车充放电、退役电池梯级利用)

3、一个典型的独立型微电网系统

(1)系统规模、组成部分及造价估算：

·分布式光伏发电(100kW)(70万元)(采用单晶硅、多晶硅，组串式逆变器，含施工)

·铅碳电池储能(50kW*2H)(8万元)(铅碳电池目前性价比较高)

·储能整流、逆变系统(10万元)

·负荷(功率小于150kw，日用电量小于400kWH)

·配电系统(3万元)

·电网控制系统(2万元)

·其他费用(5万元)

·合计：98万元

·按照习惯，以分布式电源功率核算，上述配置典型独立型微电网系统的单位·造价：9.8元/每瓦

(2)可满足的用电负荷：

·交流型(日常用电：照明、空调、电机)

·直流型(电动汽车充电、LED照明)

(如果分布式发电、储能、负荷都直接采用直流方式，则系统的效率更高，成本更低。预计可降低成本]以上，提高效率5%以上)

·交直流混合型

目前独立型微电网技术上都己成熟，成本可控，具备推广条件。

4、商业化发展前景

4.1、独立型微电网推广面临的困难

面临困难：

·成木高(分布式电源、储能)

·生命周期短与运营维护难(主要是储能寿命短，微电网控制及能量管理的技术较复杂)

·政策支持不足：独立式的可再生能源(风、光等)发电的计量与补贴申请困难。目前国家对于独立型微电网，及涉及的可再生能源发电、储能、变配电及控制系统，尚无明确的计量标准与支持政策。

·观念和认识有待提高

4.2、对策

发展独立型微电网的对策：

·分布式发电成本下降(趋势是：光伏发电成木〈火电)

·储能技术进步，电池寿命延长，成本降低

·多方争取国家认可独立型微电网可再生能源(风、光等)发电的计量(制定标准并推广实施)，并及时给与现有政策的各项补贴;在发展前期，也能给予独立型微电网、储能补贴政策。

·结合新型的负荷的推广应用机会：电动汽车充电、煤改电供暖、地热泵。

4.3、商业化发展前景展望

(1)独立型微电网的发展前景展望：

·基于分布式光伏+储能的独立型微电网，最有前景

·将首先在特殊应用场合取得突破(电动汽车充电、岛屿供电)

(2)未来用户用电有两种选择;大电网、独立微电网

·未来的大电网将是：昂贵的、地域受限、不方便灵活的，

·未来的独立型微电网将是：便宜的、限制少、方便灵活的。

4.4、独立型微电网的推广应用

典型推广应用方向：

·独立光伏电动汽车充换电站

·独立光伏水泵灌溉系统

·独立光伏制氢系统

·独立风光储村庄供电系统

·独立风光柴储岛屿供电系统

·独立风电海水淡化系统