杭州都市網

日前,《北京市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》正式發布,其中指出:

推進智能微網、現代能源互聯網、柔性直流電網建設,建立容納高比例波動性可再生能源電力的發輸配儲用一體化的局域電力系統,探索電力能源服務的新型商業運營模式和新業態。

依托能源互聯網云平臺實現區域能源系統協同管控,依托智慧能源數字孿生平臺實現分布式能源友好消納,建設一批新能源微電網示范項目和綜合智慧能源園區典范。

微電網行業發展加速,應用前景廣泛

近年來,微電網因被視為可再生能源的有效解決方案、能源互聯網不可或缺的重要組成,在提高供電可靠性、經濟性及消納可再生能源等方面扮演著越來越重要的角色。

微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統,是能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統,既可以與外部電網并網運行,也可以孤立運行。微電網是大電網的有力補充,也是智能電網領域的重要組成部分,在工商業區域、城市片區及偏遠地區有廣泛的應用前景。

隨著用電需求的快速增長以及發電規模趨于多樣化和分散化,電力系統和設備必須在極端壓力條件下完成“提高可靠性,提高運營效率,降低成本”的任務。對此,施耐德電氣認為,微電網有諸多優勢,比如可以有效解決風、光等清潔能源并網問題;電力運輸半徑小,線損非常低,在出現意外狀況或者自然災害的時候,可以自行提供電力,確保小范圍電力的穩定運行;還可以解決部分調峰和備用問題。

相較于傳統電力系統由集中式大型發電廠發出電能,經過電力系統遠距離傳輸,再由高電壓變到低電壓多級變送為用戶供電的模式,微電網將分布式能源與用戶負荷有機地結合起來,根據終端用戶的需求提供差異化的電能,實現電力資源的優化配置,從而提高電力利用效率。對于偏遠地區,離網型微電網的發展可以有效解決常規供電面臨的輸電距離遠、功率小、線損大、建設變電站費用昂貴、運維成本高等等問題,從而提高人們的電力可獲得感。

過去數年,光伏、風能等新能源的度電成本、儲能成本在迅速下降,微電網的控制技術不斷成熟,設備生產成本不斷下降,微電網建設的爆發點在不斷臨近。

微電網領跑,打通智能電網“最后一公里”

當前,供應側大規模清潔能源出力波動性和需求側電力消費不確定性等雙側隨機性,對智能電網系統提出了挑戰,迫切需要打通“最后一公里”——微電網和儲能技術。作為對主電網的有力補充,微電網將原本分散的分布式電源相互協調起來,保證配電網的可靠性和安全性,同時,它能夠順利地接入可再生能源系統,實現用戶需求側管理以及現有能源和資源的最大化利用。

施耐德電氣認為:微電網通過提供切實可用、易獲取的能源,使得能源可靠性、供電彈性、能源易獲取性、能源獨立性等得以提升,并提高了參與電力需求響應計劃或電網平衡計劃的能力,由此助力推動能源轉型,加速能源互聯網的落地。

EcoStruxureTM電網的第三層架構中的微電網管理顧問,將為電力企業、售電公司進行分布式能源的優化整合、負荷塑形參與需求側電力市場交易支持openADR協議,改善能源結構,優化成本,實現更高等級的資產管理、電網運營和電網靈活性,是新一代售電公司配網運行的有效平臺。目前,施耐德電氣在多個國際合作項目中為客戶提供微電網解決方案。例如,施耐德電氣與杜克能源合作,雙方為蒙哥馬利縣部署兩個先進的微電網,每年將產生約330萬千瓦時太陽能,可以為400戶家庭供電。該微電網系統還包括740萬千瓦時熱電聯供。預計這兩座設施進行現場發電每年可減少3629噸溫室氣體排放量,確保蒙哥馬利縣民眾獲得更清潔、更可靠、更高效的電力。

先進微電網解決方案,為智能電網發展賦能加速

作為全球能效管理和自動化領域數字化轉型專家,施耐德電氣正在全球范圍內通過基于物聯網的EcoStruxure電網架構,利用 EcoStruxure微電網運營系統-EMO、EcoStruxure微電網顧問-EMA等針對性的微電網方案參與到智能電網的技術變革中,可對微電網進行有效的管理,為電力運營者進行分布式能源的優化整合、集中管理提供整體顧問,消除孤島型、離線型運行模式,改善能源結構,優化成本,參與電力輔助服務,提高配用電系統的資產收益。通過對數據更加廣泛、精準地收集、分析、洞察與行動,來應對挑戰,為用戶提供靈活、安全、有效、完整的智能電網解決方案,為用戶在提升能源效率方面貢獻自己的力量。

2018年,施耐德電氣幫助美國康涅狄格州米爾福德市設計和建造先進微電網:通過為米爾福德市設計和建造可多層級運行的先進微電網,以便在電網斷電時,為米爾福德市關鍵建筑提供彈性供電,減少市內建筑電力消耗,并允許米爾福德市通過虛擬電網計量抵免計劃,減少其他設施的電力成本。施耐德電氣還參與完成了法國首個全面智能電網示范項目GreenLys:通過提供基于云端的StruxureWare需求端運營平臺及創新型Wiser系統,激勵企業和家庭等需求端積極響應參與,使用戶能夠審查負荷削減請求和能源定價數據。最終,使企業和家庭用戶能夠輕松地靈活利用能源,從而削減成本和改善電網穩定性。

在中國,我們也應用微電網的解決方案,為用戶構建分布式能源系統,確保用電的安全、穩定、綠色。國家電網浙江省電力有限公司旗下欣美電氣是一家致力于配電設備的研發、生產、銷售和技術服務的企業,以成為國內一流智慧電氣制造示范企業為目標。我們為欣美電氣打造了以微電網為核心的分布式能源系統,以數字技術實現對屋頂光伏、儲能、柔性負荷經濟調度和優化控制,建立以電為中心“多能互補”的功能架構,既經濟又綠色。通過這一項目,欣美電氣2020年新能源發電量年度增長146、年度新能源滲透率提高至70、年度電費總支出節省30以上,為實現“綠色工業園區”及未來的“零碳工業園區”的打下基礎。

未來,施耐德電氣將在分布式能源及微電網領域繼續深耕不輟,不斷推陳出新,完善微電網解決方案,加速推動電力行業能源轉型,為構建清潔低碳、安全高效的能源體系作出積極貢獻。