11月5日,由中國產(chǎn)學(xué)研合作促進會、中國報刊協(xié)會和中國經(jīng)濟網(wǎng)聯(lián)合主辦,中國微能源網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟承辦的2016泰山論壇暨《巴黎協(xié)定》實施研討會、中國微能源網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟年會在京召開。
華北電力大學(xué)輸配電系統(tǒng)研究所所長、國家973計劃能源專家咨詢組成員張建華在論壇上表示,當前,我國以煤為主的能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源分布不合理等問題亟待解決,因此我國應(yīng)該大力發(fā)展微能源網(wǎng),并逐步過渡到能源互聯(lián)網(wǎng)。他表示,微能源網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)其中一個最主要的區(qū)別就是微能源網(wǎng)可以對分布式能源進行就地消化、就地平衡,同時也可以和大電網(wǎng)進行能量交換,因此微電網(wǎng)內(nèi)部的控制和相關(guān)保護技術(shù),和大電網(wǎng)相比有一些相應(yīng)的區(qū)別。
華北電力大學(xué)輸配電系統(tǒng)研究所所長、國家973計劃能源專家咨詢組成員張建華。
以下是發(fā)言全文:
各位領(lǐng)導(dǎo)、嘉賓,大家上午好!我占用大家一點時間,簡單匯報一下我們在微電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)研究方面的一些感受感受和想法。
與眾不同的中國能源行業(yè)
我們分析了一下,我們國家能源和國外能源相比有兩個很重要的特點:
其中一個特點就是能源的結(jié)構(gòu),以煤為主,和國外發(fā)達國家相比結(jié)構(gòu)是落后的。我們70%的能源結(jié)構(gòu)水平在歐美和日本的發(fā)達國家是處于上世紀50年代的水平?，F(xiàn)在經(jīng)過21世紀初,我們統(tǒng)計,國外特別是歐美發(fā)達國家,煤炭、石油、天然氣占的比例大概是各占1/3,而我們現(xiàn)在國家仍然是以煤為主的結(jié)構(gòu)。這就造成了今天我們看到的霧霾,燃煤排放的二氧化碳水平比燃氣或者其他能源排放得要高,所以這是我們國家能源結(jié)構(gòu)的第一個特點。
第二個特點就是能源分布不合理,能源分布主要在西部,負荷中心卻在東部。比如說以電為例,煤炭基地在內(nèi)蒙、山西、甘肅、新疆,水電資源在西南、瀾滄江、長江上游、雅魯藏布江、三峽,負荷中心在東部。所以這樣造成一個能源的分布極不合理,造成了西能東送的一個格局。而且從區(qū)域電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來考慮,每一個區(qū)域電網(wǎng)基本上也是西能東送,或者西電東送的布局,這就造成我們要把能源遠距離的輸送送到東部發(fā)電。
從電力方面我們統(tǒng)計了,大概2/3的負荷是集中在東部地區(qū),而2/3能源在西部地區(qū),有1/3的能源要從西部搬運到東部。正是由于這個原因,我們要考慮能源的就地消納、就地生產(chǎn),所以我們國家發(fā)布了一個規(guī)劃,到2020年分布式能源所占的比例大大提高啊,主要是光伏、小水電、微型天然氣、風(fēng)電和其他分布式能源。
如何面對大范圍接入的新能源?
現(xiàn)在就提出一個問題,就是怎么面對大范圍接入的分布式能源,波動式的太陽能、風(fēng)能,如何進行控制。
怎么滿足分布式能源對可靠性的要求,對各種電力服務(wù)的要求?其中很重要的一個方面就是微能源網(wǎng),我們從微能源網(wǎng)逐步過渡到微能源網(wǎng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)。微能源網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)其中一個最主要的區(qū)別就是微能源網(wǎng)可以對分布式能源進行就地消化、就地平衡,同時也可以和大電網(wǎng)進行能量交換,因此微電網(wǎng)內(nèi)部的控制和相關(guān)保護技術(shù),和大電網(wǎng)相比有一些相應(yīng)的區(qū)別。
比如說大電網(wǎng)主要是單向潮流、簡單交互,從發(fā)電廠通過輸電線路到用戶,而微電網(wǎng)是內(nèi)部的循環(huán),所以是雙向操作。用戶和電網(wǎng)之間可以交換能量,是雙向的流動,是主動交互,這是微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)本質(zhì)的區(qū)別。
如果微電網(wǎng)控制得好,對大電網(wǎng)有一個比較大的支撐作用。比如說大電網(wǎng)出故障了,微電網(wǎng)可以提供供電可靠性,我們可以更多、更好的消納新能源和可再生能源,有更低的供電成本。微電網(wǎng)內(nèi)部可以提升可再生能源的效率,特別是多種能源互補的時候,對提高可再生能源的效率起到作用?？梢詫Υ箅娋W(wǎng)提供相關(guān)的輔助服務(wù),比如說調(diào)頻、調(diào)壓服務(wù),通過微電網(wǎng)內(nèi)部控制措施,可以對相應(yīng)的指標進行處理。
微電網(wǎng)的主要關(guān)鍵技術(shù)
微電網(wǎng)有幾項主要關(guān)鍵技術(shù):
第一個就是微電網(wǎng)內(nèi)部分布式發(fā)電的控制技術(shù),微電網(wǎng)的能量現(xiàn)在還沒有一個完整的界定,從幾十千瓦到幾十兆瓦,所以運行方式要靈活,分布式電源要保證及時性和環(huán)保性。
第二個就是控制保護技術(shù),由于微電網(wǎng)分布式電源在用戶側(cè),所以過去傳統(tǒng)的控制和保護技術(shù)有一些不適應(yīng)微電網(wǎng)的情況,在這方面我們也做了很多工作。
第三個就是微電網(wǎng)的儲能技術(shù),隨著我們的儲能成本逐漸降低,儲能對分布式可再生能源平抑波動性,在峰谷差的調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮了很重要的作用,所以目前儲能本身之所以沒有廣泛的應(yīng)用,主要是經(jīng)濟性能低。隨著儲能成本的下降以及儲能技術(shù)不斷的成熟,對平抑可再生能源波動性,提高經(jīng)濟性、靈活性,會發(fā)揮很重要的作用,這方面是其中的一項關(guān)鍵技術(shù)。
第四個就是微電網(wǎng)能量管理技術(shù),如何管理分布式能源,如何管理微電網(wǎng)中的各類負荷調(diào)節(jié),可以很好的協(xié)調(diào)運行很重要,這是能量管理很重要的作用。
第五個當多個微網(wǎng)之間形成微網(wǎng)群的時候,如何進行協(xié)調(diào)和控制?這也是微電網(wǎng)當中的一項關(guān)鍵技術(shù)。在國外微電網(wǎng)群的技術(shù)研究,比如說在法國里昂形成了十幾個微電網(wǎng)群,微電網(wǎng)群之間的協(xié)調(diào)控制和互補運行,這也是其中的一項關(guān)鍵技術(shù)。
在微電網(wǎng)這方面我們也承擔(dān)了IEC三項國際標準制定,IEC標準中國主導(dǎo)的只占0.3%,微電網(wǎng)的標準是三個國際標準都由我們主導(dǎo),另外我們承擔(dān)了兩項國內(nèi)能源局團隊標準,也是微電網(wǎng)方面的標準。
微電網(wǎng)的接入可能會使配電系統(tǒng)發(fā)生根本性的變化,比如說可以使配電網(wǎng)從傳統(tǒng)單向輻射的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向潮流流動的網(wǎng)絡(luò),配電運行就會發(fā)生變化,會變成有源的網(wǎng)絡(luò),所以運行、保護控制方式就會產(chǎn)生很大的變化。另外用戶側(cè),本身靈活的運行在微電網(wǎng)內(nèi)部,用戶負荷和管理方式上都會發(fā)生變化。
從微電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)過渡
我們通過微電網(wǎng)的建設(shè),相對來講可以補充大電網(wǎng)對投資的不足,通過分布式能源和微電網(wǎng)本身的建設(shè),可以降低對配電系統(tǒng)對電能的需求,減少或者減緩配電網(wǎng)的投資。
此外多能互補的微能源網(wǎng),剛才馮東副理事長也介紹了,我們現(xiàn)在研究微電網(wǎng)過程中也發(fā)現(xiàn),多種能源互補,特別是用戶側(cè),水、電、氣各種能源的互補,將使將來電力市場的最終格局產(chǎn)生深遠影響。
也就是說用戶和電力之間會形成一定的關(guān)系,可以向配電網(wǎng)購電,也可以出售相關(guān)電能,所以參與效率就大大提高了,競爭也會更加激烈。
11月5日,由中國產(chǎn)學(xué)研合作促進會、中國報刊協(xié)會和中國經(jīng)濟網(wǎng)聯(lián)合主辦,中國微能源網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟承辦的2016泰山論壇暨《巴黎協(xié)定》實施研討會、中國微能源網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟年會在京召開。
華北電力大學(xué)輸配電系統(tǒng)研究所所長、國家973計劃能源專家咨詢組成員張建華在論壇上表示,當前,我國以煤為主的能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源分布不合理等問題亟待解決,因此我國應(yīng)該大力發(fā)展微能源網(wǎng),并逐步過渡到能源互聯(lián)網(wǎng)。他表示,微能源網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)其中一個最主要的區(qū)別就是微能源網(wǎng)可以對分布式能源進行就地消化、就地平衡,同時也可以和大電網(wǎng)進行能量交換,因此微電網(wǎng)內(nèi)部的控制和相關(guān)保護技術(shù),和大電網(wǎng)相比有一些相應(yīng)的區(qū)別。
華北電力大學(xué)輸配電系統(tǒng)研究所所長、國家973計劃能源專家咨詢組成員張建華。
以下是發(fā)言全文:
各位領(lǐng)導(dǎo)、嘉賓,大家上午好!我占用大家一點時間,簡單匯報一下我們在微電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)研究方面的一些感受感受和想法。
與眾不同的中國能源行業(yè)
我們分析了一下,我們國家能源和國外能源相比有兩個很重要的特點:
其中一個特點就是能源的結(jié)構(gòu),以煤為主,和國外發(fā)達國家相比結(jié)構(gòu)是落后的。我們70%的能源結(jié)構(gòu)水平在歐美和日本的發(fā)達國家是處于上世紀50年代的水平?，F(xiàn)在經(jīng)過21世紀初,我們統(tǒng)計,國外特別是歐美發(fā)達國家,煤炭、石油、天然氣占的比例大概是各占1/3,而我們現(xiàn)在國家仍然是以煤為主的結(jié)構(gòu)。這就造成了今天我們看到的霧霾,燃煤排放的二氧化碳水平比燃氣或者其他能源排放得要高,所以這是我們國家能源結(jié)構(gòu)的第一個特點。
第二個特點就是能源分布不合理,能源分布主要在西部,負荷中心卻在東部。比如說以電為例,煤炭基地在內(nèi)蒙、山西、甘肅、新疆,水電資源在西南、瀾滄江、長江上游、雅魯藏布江、三峽,負荷中心在東部。所以這樣造成一個能源的分布極不合理,造成了西能東送的一個格局。而且從區(qū)域電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來考慮,每一個區(qū)域電網(wǎng)基本上也是西能東送,或者西電東送的布局,這就造成我們要把能源遠距離的輸送送到東部發(fā)電。
從電力方面我們統(tǒng)計了,大概2/3的負荷是集中在東部地區(qū),而2/3能源在西部地區(qū),有1/3的能源要從西部搬運到東部。正是由于這個原因,我們要考慮能源的就地消納、就地生產(chǎn),所以我們國家發(fā)布了一個規(guī)劃,到2020年分布式能源所占的比例大大提高啊,主要是光伏、小水電、微型天然氣、風(fēng)電和其他分布式能源。
如何面對大范圍接入的新能源?
現(xiàn)在就提出一個問題,就是怎么面對大范圍接入的分布式能源,波動式的太陽能、風(fēng)能,如何進行控制。
怎么滿足分布式能源對可靠性的要求,對各種電力服務(wù)的要求?其中很重要的一個方面就是微能源網(wǎng),我們從微能源網(wǎng)逐步過渡到微能源網(wǎng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)。微能源網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)其中一個最主要的區(qū)別就是微能源網(wǎng)可以對分布式能源進行就地消化、就地平衡,同時也可以和大電網(wǎng)進行能量交換,因此微電網(wǎng)內(nèi)部的控制和相關(guān)保護技術(shù),和大電網(wǎng)相比有一些相應(yīng)的區(qū)別。
比如說大電網(wǎng)主要是單向潮流、簡單交互,從發(fā)電廠通過輸電線路到用戶,而微電網(wǎng)是內(nèi)部的循環(huán),所以是雙向操作。用戶和電網(wǎng)之間可以交換能量,是雙向的流動,是主動交互,這是微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)本質(zhì)的區(qū)別。
如果微電網(wǎng)控制得好,對大電網(wǎng)有一個比較大的支撐作用。比如說大電網(wǎng)出故障了,微電網(wǎng)可以提供供電可靠性,我們可以更多、更好的消納新能源和可再生能源,有更低的供電成本。微電網(wǎng)內(nèi)部可以提升可再生能源的效率,特別是多種能源互補的時候,對提高可再生能源的效率起到作用。可以對大電網(wǎng)提供相關(guān)的輔助服務(wù),比如說調(diào)頻、調(diào)壓服務(wù),通過微電網(wǎng)內(nèi)部控制措施,可以對相應(yīng)的指標進行處理。
微電網(wǎng)的主要關(guān)鍵技術(shù)
微電網(wǎng)有幾項主要關(guān)鍵技術(shù):
第一個就是微電網(wǎng)內(nèi)部分布式發(fā)電的控制技術(shù),微電網(wǎng)的能量現(xiàn)在還沒有一個完整的界定,從幾十千瓦到幾十兆瓦,所以運行方式要靈活,分布式電源要保證及時性和環(huán)保性。
第二個就是控制保護技術(shù),由于微電網(wǎng)分布式電源在用戶側(cè),所以過去傳統(tǒng)的控制和保護技術(shù)有一些不適應(yīng)微電網(wǎng)的情況,在這方面我們也做了很多工作。
第三個就是微電網(wǎng)的儲能技術(shù),隨著我們的儲能成本逐漸降低,儲能對分布式可再生能源平抑波動性,在峰谷差的調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮了很重要的作用,所以目前儲能本身之所以沒有廣泛的應(yīng)用,主要是經(jīng)濟性能低。隨著儲能成本的下降以及儲能技術(shù)不斷的成熟,對平抑可再生能源波動性,提高經(jīng)濟性、靈活性,會發(fā)揮很重要的作用,這方面是其中的一項關(guān)鍵技術(shù)。
第四個就是微電網(wǎng)能量管理技術(shù),如何管理分布式能源,如何管理微電網(wǎng)中的各類負荷調(diào)節(jié),可以很好的協(xié)調(diào)運行很重要,這是能量管理很重要的作用。
第五個當多個微網(wǎng)之間形成微網(wǎng)群的時候,如何進行協(xié)調(diào)和控制?這也是微電網(wǎng)當中的一項關(guān)鍵技術(shù)。在國外微電網(wǎng)群的技術(shù)研究,比如說在法國里昂形成了十幾個微電網(wǎng)群,微電網(wǎng)群之間的協(xié)調(diào)控制和互補運行,這也是其中的一項關(guān)鍵技術(shù)。
在微電網(wǎng)這方面我們也承擔(dān)了IEC三項國際標準制定,IEC標準中國主導(dǎo)的只占0.3%,微電網(wǎng)的標準是三個國際標準都由我們主導(dǎo),另外我們承擔(dān)了兩項國內(nèi)能源局團隊標準,也是微電網(wǎng)方面的標準。
微電網(wǎng)的接入可能會使配電系統(tǒng)發(fā)生根本性的變化,比如說可以使配電網(wǎng)從傳統(tǒng)單向輻射的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向潮流流動的網(wǎng)絡(luò),配電運行就會發(fā)生變化,會變成有源的網(wǎng)絡(luò),所以運行、保護控制方式就會產(chǎn)生很大的變化。另外用戶側(cè),本身靈活的運行在微電網(wǎng)內(nèi)部,用戶負荷和管理方式上都會發(fā)生變化。
從微電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)過渡
我們通過微電網(wǎng)的建設(shè),相對來講可以補充大電網(wǎng)對投資的不足,通過分布式能源和微電網(wǎng)本身的建設(shè),可以降低對配電系統(tǒng)對電能的需求,減少或者減緩配電網(wǎng)的投資。
此外多能互補的微能源網(wǎng),剛才馮東副理事長也介紹了,我們現(xiàn)在研究微電網(wǎng)過程中也發(fā)現(xiàn),多種能源互補,特別是用戶側(cè),水、電、氣各種能源的互補,將使將來電力市場的最終格局產(chǎn)生深遠影響。
也就是說用戶和電力之間會形成一定的關(guān)系,可以向配電網(wǎng)購電,也可以出售相關(guān)電能,所以參與效率就大大提高了,競爭也會更加激烈。
