可持续微电网能源管理
2021-08-23 来源:

微电网是一种新型网络结构,是由分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的配电网络。可将分散能源就地转换为电能,然后就近供给本地负载。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。通过微电网可充分有效地发挥分布式清洁能源潜力,减少分布式发电容量小、发电功率不稳定、独立供电可靠性低等不利因素,确保电网安全运行,是大电网的有益补充,对于可再生能源的分布式发展具有关键作用。

能源管理是以帮助工业生产企业在扩大生产的同时,合理计划和利用能源,降低单位产品能源消耗,提高经济效益,降低CO2排放量为目的信息化管控。

在我国实现双碳目标的路径中,小到园区、楼宇,大到城市、区域的能源规划是降低碳排重要的一环。在当前市场发展下,无处不在的工业园区微电网、综合智慧能源服务等能源管理创新业务层出不穷,并呈现出以点带面,推动更大范围低碳转型的趋势。

 

微电网呈现网格化的新型电力系统

随着终端能源消费的电气化进程加速,以电力为主的能源管理迎来发展新阶段。在能源转型的进程中,电力是绝对的主力军,在源端大力发展可再生能源、终端加快电气化进程成为建立清洁低碳、安全高效能源系统的主要方式之一。在连接电力生产与消费端的电网领域,同样掀起一场轰轰烈烈的变革。

由于电力系统的实时平衡要求,以往我们在讨论电力系统时讲的是“源随荷动”,对短期内负荷趋势进行基本准确的预测后,在发电侧利用煤电等常规发电机组进行精准的调节和控制。然而在以新能源为主体的新型电力系统下,新能源占比大幅增加,发电出力无法控制。此时,如何解决新能源的强随机性和高波动性,则成为平衡电力系统的最大挑战。在这一过程中,微电网建设成为提高电网灵活性的有效手段。

微电网具备“麻雀虽小五脏俱全”的特征,风光等分布式可再生电源和储能的加入使其具备新型电力系统的特征,而可控电力电子技术和数字化技术的使用,又使其具备了灵活性和稳定性特性,解决了源荷不平衡的问题,促进源网荷的协同发展。

所以,从电源主体和控制方式上看,微电网与电网在能量上的强耦合、控制运行的弱耦合,使其从本质上讲,更贴合新型电力系统下的需求侧局域解决方案,呈现出明显的网格化的新型电力系统特征。

 

微电网是智能电网的重要组成

微电网被业内认为是能源互联网的重要部分,微电网作为一种新型能源网络化供应与管理的技术,其能量并没有一个严格界定,从几十千瓦到几十兆瓦不等。它的作用是将原本分散的分布式电源相互协调起来,保证配电网的可靠性和安全性,同时,它能够顺利地接入可再生能源系统,实现用户需求侧管理以及现有能源和资源的最大化利用。

和传统电网相比,微电网的最大特点是可以对分布式能源进行就地消化、就地平衡,同时也可以和大电网进行能量交换。正因如此,微电网被认为是智能电网领域的重要组成部分,在工商业区域、城市片区以及偏远地区有广泛的应用前景。

长远来看,发展微电网非常重要,在可以预见的将来,随着分布式可再生能源储能微电网技术的进步、成本的降低、新型负荷的出现,结合售电侧改革,微电网将会有越来越多的电力市场份额。

 

微电网朝能源管理延伸

从微电网的特征来看,其定位更侧重于供电服务,而用能端的需求往往不仅限于节电,从广义上看,当在这套系统中再加入冷、热、气等能源供应时,微电网也就从电的服务拓展到了微能网的能源管理服务行列。

这也是以电为主力、以电网为核心,综合冷热气多种二次能源综合利用的能源管理业务冲上节能减排、提升能效方案第一梯队的原因。

当综合能源服务从园区走向更大的范围,能源管理也就纳入低碳发展的市场需求中。以城市能源管理为例,当前的城市能源发展包含总量控制、能源消费结构优化、能源供应安全保障、节能环保等几大类内容。

如果说微电网是网格化的新型电力系统应用。那么综合能源服务就是区域能源管理的一个缩影,落实到专项规划时仍以热、电、气的供需匹配为主,且三者具有耦合性。

现如今,国内多家企业也以电为主题,将自身业务拓展至能源管理服务领域,再以城市智慧供热、微网系统、综合能源服务等具体成功案例反哺能源管理产业的发展,这种从园区-区域-城市-用户的模式,在实现能源利用效率的提升、以及能源消费的转型方面将极具经济价值和借鉴意义。