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2012年战略性新兴产业路线图和先导科技预见研究-城市微电网的预见研究

发布时间:2016-07-01 发布来源:金沙娱乐网址

  微电网作为大型电网的有益补充,以其经济、环保、能满足用户多样化的电能质量需求等特点,可解决大规模电力系统的诸多潜在问题。城市微电网不仅可提高城市电力系统的案例性和可靠性,同时也可促进可再生能源分布式发电的并网,降低网损,有利于建设节约型社会。因此,微电网一经提出即引起了世界各国的广泛关注。
  
  由于国情的不同,各国开展微电网建设的动机和目标都各有不同的侧重点。作为整体性的大电网建设计划,美国以升级和改造老旧电网、增进电网的可靠性安全性以及提高用电效率等为目的。欧盟从节能减排、增加可再生能源使用的角度出发,对各国资源进行高效整合。日韩澳加等国家的微电网计划主要出发点也是增加可再生能源应用和进一步提高能量使用效率。随着微电网概念的提出及世界各国的持续关注,微电网在新能源及可再生能源发电规模化并网应用上的独特作用及可行性也已得到了国内专家学者的充分认可。特别是近三年,微电网开始逐渐走到政府政策的前台,现身于中央及各级别地方政府的能源相关政策文件中,关于微电网的多个“863”和“973”等国家重点研究发展规划也相继立项。
  
  总体来看,目前微电网的研究主要呈现两大趋势:一是以信息化为基础的配电网智能化。通过将先进的信息技术、控制技术与电力技术相融合,升级电力基础设施,鼓励用户互动管理,高效利用新能源,从而实现电力、资源、环境和经济的可持续发展。二是微源、储能及负荷的优化运行。主要解决允许双向潮流控制模式下电网的运营成本问题、多目标和多约束条件下的微电网经济运行问题等。研究方向则主要集中于微电网控制技术、微电网的负荷跟踪及能量管理和微电网保护等方面。
  
  国内微电网技术的发展方向基本与国际发展方向保持一致,主要包括:更加廉价的分布式发电设备;更加快速充电、大容量、长寿命;能够无缝切换、输出功率可调、模块化和傻瓜化的PCS设备。但目前国内尚无统一、规范的微电网体系技术标准和规范,很大程度上影响了微电网技术的研究和示范工程的建设。而且,微电网建设、运营模式与目前电力法规还存在一定的冲突,国家相关政策尚不明晰,成为微电网未来发展的主要障碍。
  
  国家对于智能电网的建设规划对上海的微电网带来发展机遇,上海作为全国典范之一,有望率先成为智能电网城市,进而推动城市微电网的发展。而且,作为我国重要的经济中心,上海发展微电网有着独特的优势和基础:
  
  技术基础,上海的太阳能产业基础和技术研发经验丰富。上海曾经是我国光伏产业发源地,海市政府也将太阳能技术列为上海未来发展的重点之一。而且上海拥有众多高校、研究所和高新技术企业,具有良好的技术条件。而上海电气集团、上海电器科学研究院等在电力系统自动化技术、智能用电技术研发等领域均有较强实力。这些均为上海微电网产业发展提供了有利的技术基础和条件。
  
  产业基础:上海电力装备业、通讯和软件服务业等相关企业众多。无论是在变压器、高压开关、互感器产品以及电力自动化等电力装备业,还是计算机、通讯和软件服务等领域,上海市企业较为齐全,有着良好的产业基础。如华东电力设计院在电网系统设计方面具有丰富经验。上海思源电气股份有限公司的产品线覆盖输配电一次及二次设备多个输配电设备专业领域。上海东捷电力设计有限公司在电力系统和输变电工程的设计、咨询方面具有一定的优势。上海太阳能科技有限公司在大型并网光伏电站、BIPV独立光伏系统工程及相关系统产品的设计研制、开发、销售、施工和服务具有独特优势等。
  
  示范经验:上海已建成或在建多个微电网示范工程,具有较强的示范研究能力。上海市电力公司在科技和管理运营方面处于国家电网前列,目前承担了世博园智能配电网、大容量储能技术、智能变电站等一系列示范工程。同时,上海还有部分微电网实验与示范平台正在建设中,如上海市电力公司电科院微电网示范平台;上海市电力公司崇明微电网示范平台;上海电力学院分布式发电与微电网实验室等。
  
  尽管上海在微电网技术方面有一定积累,技术基础良好,但对于微电网产业的长远发展而言,仍面临不小的挑战,突出表现在:(1)微电源技术问题:如何进一步降低成本,以与城市建筑紧密结合而及如何延长新能源电池材料的寿命,以与城市建筑寿命相匹配是目前面临的主要问题。(2)储能技术问题:目前可选用的产品还较少,在价格、容量、寿命、安全性方面都还不足以满足微电网产业化发展需求。(3)系统控制问题:微电网与大电网并网运行、离网运行、离并网切换等配套的控制技术还不够完善。(4)设备问题:目前上海在微电网的配电设备方面还比较薄弱,目前大多还是非本地产品。(5)运行管理及产业化运作问题:微电网与大电网的融合,大电网对微电网的态度,多个微电网运行时能否实现共赢等问题还难以解决,相关配套政策还不完善。
  
  基于上海的基础优势和现状问题,上海微电网的发展目标应集中于城市微电网的系统设计和提供整体解决方案及集成服务方面。可重点围绕太阳能应用为基础的微电网系统设计和运行等,从目前面临的光伏应用、微电网系统经济化运行问题入手;到微电网的能量管理和智能化控制技术、负荷相关技术的布局研发;再到相关设备攻关,如储能元件、逆变器等的前瞻布局,层层深入,逐步实现产业化。
  
  上海微电网的发展,尤其是其产业化发展不仅需要技术的支撑和企业的配合,更需要政府通过政策手段给予指导式的牵引力和规范式的推动力。在牵引力方面:首先,宏观把握城市微电网发展定位,有重点的指导产业发展目标。其次,具体扶植手段应广泛考虑,多样化进行。第三,积极推进产、学、研合作,整合资源,推进微电网的技术创新生态环境的形成;在推动力方面,首先,可通过推行某些强制标准的方式创造市场空间。其次,加强监管性政策,促进产业良性发展。

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