無論是在離岸的海島、偏遠的邊疆無人地區,抑或是在人群密集的都市樓宇、社區、工廠,人們越來越多的得看到分布式能源應用的場景。例如,分布式光伏、風力發電搭配柴油發電機組成的微電網,保障遙遠小島上漁民的全部用能需求;又如,天然氣冷熱電三聯供(CCHP)、分布式可再生能源技術被集成到城市社區微電網系統中,為居民和企業提供本地生產的且經濟高效的電力、熱水以及制冷服務。而這一切很大程度上需要歸功于微電網技術,正是因為微電網的興起,人們選擇的用能服務不再局限于市政電網集中供能的模式。這也使得那些建立在市政電網范圍之外的遙遠海島、邊疆區域,以及對經濟性、安全性、環保性有特殊要求的用能單位,可以按照其各自的需求在靠近用戶側的位置來建立分布式的能源供應系統。
“微電網”,是相對傳統“大電網”而言的一個概念,是指采用先進的控制技術以及電力電子裝置,把分布式能源和它所供能的負荷以及儲能等設備連接形成一個微型的完整電網。這種“微型”的電網是從發電、輸變電,直到終端用戶的完整電力系統,既可以自身形成一個功能齊全的局域性能源網絡,以不干擾輸配電系統的方式“孤網運行”;也可以通過一個公共連接點與市政電網并網連接:當微電網電源功能不足時可以通過大電網補充缺額,發電量大時可以將多余電量饋送回大電網。必要時,兩種模式間可以進行切換,這充分維護了微電網和大電網的安全穩定運行。
作為多種分布式能源的集大成者,“微電網”技術具有廣闊的發展空間和應用場景。在一套完整的微電網系統中,分布式能源作為發電側的供能主體,不同品類的能源之間能夠協同互補;在用電側,系統對用電負荷進行監測和控制;在控制系統層面,微電網需要進行內部調度以及與外部的溝通,實現高度自治;蓄冷、蓄熱和電儲能使得微電網兼具安全性以及靈活性。按照是否與大電網聯接,微電網可以分為離網型和并網型兩類。離網型微電網的應用場景包括解決海島和偏遠地區的用電問題,并網型則為用戶的供能安全添加了一份保障,聯網運行也可以改善系統的經濟效益。
分布式能源在離岸海島微電網的應用
英國蘇格蘭的埃格島(Isle of Eigg)是海島離網型微電網成功應用的典范。因地制宜的微電網充分利用了當地的自然資源,其中發電系統主要由分布式光伏、小型風力發電和水力發電設施組成,總裝機容量為184千瓦。多余的可再生電力被儲存到電池陣列中,天氣條件不佳的情況下,電池組可以為全島提供一整天的電力。微電網中還包括兩臺70千瓦的柴油發電機,以備不時之需。整個系統的裝機容量雖不算大,但足以滿足近百名居民的電力需求,可以稱得上是“小而美”的海島微電網。
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