導(dǎo)讀:為了解決分布式電源與大電網(wǎng)的融合問題,微電網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生,微電網(wǎng)作為一個包含負(fù)荷和多種分布式電源的獨(dú)立可控系統(tǒng),可以靈活地在并網(wǎng)與孤島模式間轉(zhuǎn)換,從而大大提高供電的可靠性和安全性。在微電網(wǎng)系統(tǒng)中如有可能選擇熱電聯(lián)產(chǎn)方式,將提高能源的綜合利用效率,并為擁有極敏感設(shè)備的終端用戶提供高可靠性的電力供應(yīng)。總之,微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性決定了微電網(wǎng)的配置與運(yùn)行。
美國電氣可靠性技術(shù)協(xié)會(CERTS, Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)早給出了微電網(wǎng)的定義:微電網(wǎng)由負(fù)荷和分布式電源組成,為用戶提供電能和熱能;其內(nèi)部采用先進(jìn)的電力電子器件實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)控制;微電網(wǎng)對外是可控的,對內(nèi)可以更好地滿足用戶的各種電力要求。
為什么要建設(shè)微電網(wǎng)?
微電網(wǎng)解決了多分布式電源大規(guī)模接入電網(wǎng)的問題,實現(xiàn)了不同的分布式電源優(yōu)勢的互補(bǔ),優(yōu)化利用了各種分布式電源;并且其運(yùn)行模式靈活,一般采用一個公共連接點(pcc)與大電網(wǎng)連接,可以通過靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)為孤島運(yùn)行模式,保證了局部供電可靠性;分布式電源就近向負(fù)荷供電,這樣可以大大減少線損,節(jié)省輸配電建設(shè)投資,縮短了與負(fù)荷間的距離,降低了輸電損耗。
微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性分析
建設(shè)微電網(wǎng)先期投資大,分布式電源發(fā)電具有不確定性,所以微電網(wǎng)的收益受地點、環(huán)境、天氣等影響很大。這樣如果沒有一個合適的投資收益分析,就給建設(shè)微電網(wǎng)增加了挑戰(zhàn)。微電網(wǎng)是否具有經(jīng)濟(jì)性取決于在微電網(wǎng)的運(yùn)行時間內(nèi),收益是否能大于投資。對微電網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析,評估其綜合效益,可以為微電網(wǎng)的投資者提供合理的依據(jù),對微電網(wǎng)的未來發(fā)展具有重要意義。
微電網(wǎng)通常是由一群關(guān)注減少環(huán)境影響的客戶設(shè)計并投入運(yùn)行,然而,微電網(wǎng)的主要目標(biāo)是盡量減少參與用戶的總用熱和用電費(fèi)用。微電網(wǎng)可以優(yōu)化利用廢棄的熱能從而能以更低的成本提供能源供應(yīng)。此外,與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不同,微電網(wǎng)不會產(chǎn)生任何與輸配電損耗、客戶服務(wù)、電力擁堵及其他關(guān)聯(lián)的費(fèi)用。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比,微電網(wǎng)有多方面的優(yōu)勢可以降低能源成本。用戶側(cè)發(fā)電方式與傳統(tǒng)的發(fā)電方式,尤其是與往復(fù)發(fā)動機(jī)相比,更具有競爭性。新興的分布式能源(DER)技術(shù)在生產(chǎn)低成本清潔能源方面前景廣闊。
與主電網(wǎng)相比,微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在:
1熱電供應(yīng)聯(lián)合優(yōu)化
在一些國家,熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)只是部分用于發(fā)電。然而,CHP系統(tǒng)的主要目標(biāo)是利用余熱為用戶供暖,并通過熱電聯(lián)合優(yōu)化方式發(fā)電。對于集中式發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性而言,絕不會將熱能的利用作為主要目標(biāo)。在此考慮使用CHP系統(tǒng)的主要原因在于它可以大幅降低碳排放并提高總體發(fā)電效率。通過CHP系統(tǒng)的使用,總體發(fā)電效率可以由傳統(tǒng)火電技術(shù)的33%或聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(CCGT)的50%提高到80%以上。CHP是微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性的核心,通過盡可能地減少發(fā)電機(jī)組和負(fù)荷間的熱能傳輸損耗實現(xiàn)能源利用效率的大化。因此,基于CHP的發(fā)電機(jī)組應(yīng)位于熱負(fù)荷的場所附近。
2供需聯(lián)合優(yōu)化
供需聯(lián)合優(yōu)化是微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性第二個需要優(yōu)先考慮的事項。傳統(tǒng)的電力經(jīng)濟(jì)性需要延伸到微電網(wǎng)中。在主電網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)性中,負(fù)荷控制是在分析和規(guī)劃階段通過需求側(cè)管理、減載、可中斷的收費(fèi)|合同等方式來解決。對于微電網(wǎng)而言,衡量此聯(lián)合優(yōu)化重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)是任意時間點的自發(fā)電邊際成本。在發(fā)電經(jīng)濟(jì)中不考慮投資成本回收、交叉補(bǔ)貼、非精確計量與計費(fèi)。在主電網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)中,費(fèi)用和環(huán)境方面的因素也沒有很好地體現(xiàn)出來。對微電網(wǎng)而言工序優(yōu)化相對更容易實現(xiàn),因為生產(chǎn)者與消費(fèi)者屬于同一決策人。
微電網(wǎng)是小規(guī)模的局域電網(wǎng)
局域電網(wǎng)可分為現(xiàn)代型和傳統(tǒng)型兩類。
現(xiàn)代型局域電網(wǎng)是能源革命的產(chǎn)物,它有兩種形式:有源配電網(wǎng)和微電網(wǎng)。
能源革命將使大多數(shù)甚至全部存量和增量配電網(wǎng)變?yōu)橛性磁潆娋W(wǎng),在未來的配電網(wǎng)內(nèi),會出現(xiàn)眾多分布式天然氣、風(fēng)能、太陽能、生物能等清潔可再生能源電源,它們就地消納,參與配電網(wǎng)內(nèi)的供需平衡和交易,由配電網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)運(yùn)行,因此,有源配電網(wǎng)實行一體化運(yùn)營模式是必要的。微電網(wǎng)則是明確的、也是典型的由一個主體統(tǒng)一運(yùn)營的局域電網(wǎng),只不過規(guī)模小而已。
并網(wǎng)型微電網(wǎng)實際上也是一種小型增量配電網(wǎng),它的主要特點除規(guī)模小、并網(wǎng)后可視為可中斷系統(tǒng)外,重要的它是實行一體化運(yùn)營管理的市場主體。國家發(fā)改委和國家能源局印發(fā)的《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》,微電網(wǎng)的運(yùn)營機(jī)制(包括特許經(jīng)營方式),為今后有源配電網(wǎng)的運(yùn)營提供了一種可以借鑒,甚至基本可以復(fù)制的模式。
總結(jié)
從電力工業(yè)和政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)的角度,可以看到微電網(wǎng)在整合電力用戶附近小規(guī)模發(fā)電機(jī)組方面具有多種優(yōu)勢。以分布式發(fā)電現(xiàn)有的監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)框架為背景的微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性分析指出,微電網(wǎng)可能在相當(dāng)可觀的能源需求方面具有多種經(jīng)濟(jì)效益。微電網(wǎng)的短期收益也有更多的可能性適用于長期發(fā)展。微電網(wǎng)可以直接促進(jìn)其他節(jié)能減排措施的實施,減少家庭和辦公用電需求,為社會帶來更多效益。
原標(biāo)題:為什么要建設(shè)微電網(wǎng)?其經(jīng)濟(jì)效益如何