微电网促电动汽车与可再生能源协同增效
电动汽车充电基础设施指南将于7月发布。对此,7月10日,华北电力大学刘念副教授表示,他所在的课题组在国家科技支撑计划、国家863计划和国家自然科学基金的支持下,重点开展了微电网环境下电动汽车充电设施与可再生能源发电的融合模式及优化方法研究,近期取得了创新性研究成果。通过电网为电动汽车充电不会产生比传统燃油汽车更低的碳排放,也很难减少对传统化石燃料的依赖。刘念表示,为有效解决上述问题,可直接建立电动汽车充放电设施与可再生能源发电系统的连接,通过微电网实现可再生能源的就地消耗和利用。根据不同地区、环境和经济水平的电动汽车充电需求,刘念课题组从集成模式、充电模式、容量配置、控制策略、经济运行、实验平台等方面进行了研究。通过关键技术和集成技术的创新,结合实验平台建设,找到了新能源与充电设施有机融合的解决方案,探索出一条符合我国电动汽车发展需求、适合大规模推广的应用集成模式。
微电网的典型结构包括集控中心、分布式发电、智能化用户、 储能设备和具有自愈(故障重构)能力的电力网络等几部分。微电网中绝大部分的微电源都采用电力电子变换器与大电网和负荷相联。一般来说微电网结构模式指的是网络拓扑的设计,具体包括微电网内部的电气接线网络结构、供电制式(直流/交流供电和三相/单相供电)、相应负荷和分布式电源所在微电网的节点位置等等。微电网是一种将各种分布式发电组合起来为当地负荷提供电能的中、低压小型电网,能在并网和孤岛两种模式下运行,它能提高负荷侧的供电的可靠性。其供电模式可分为交流型、直流型以及交直流混合型。总体来看,微电网不同于传统孤立电网系统,其中采用了大量的电力电子器件进行控制,也采用了大量清洁高效的可再生能源。简单地说,微电网在配电网侧相当于一个可控单元,在用户侧相当于可定制的电源,正常情况下与并网运行,当电网发生故障进入孤岛模式运行。传统意义上的电力系统包含七大领域,即发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信而微电网中包含了六大领域,即发电、储能、配电、用电、调度、通信。微电网作为集电能收集、电能传输、电能存储和电能分配于一体的新型电力交换系统,可以成为大电网的有力补充和支撑,有益于提高现有电网运行的可靠性和经济性。
智能微电网包括是以电力流、信息流为主线,涵盖电力系统。包括:发电、输电、变电、配电、用电、调度等各个环节整体的系统解决方案。
微电网的典型结构总体上来讲集控中心、分布式发电、智能化用户、 储能设备和具有自愈(故障重构)能力的电力网络等几部分。随着微电网研究的进展,国内相关机构也开始进行微电网定义的探讨。国网电科院的专家认为,微电网应是以一组分布式发电为集群分割网络。
智能微电网欧洲标准:
微电网以其智能性、能量利用多元化等特点也成为欧洲未来电网的重要组成。欧洲已初步形成了微电网的运行、控制、保护、安全及通信等理论,并在实验室微电网平台上对这些理论进行了验证。
其后续任务将集中于研究更加先进的控制策略、制定相应的标准、建立示范工程等。即,为分布式电源与可再生能源的大规模接入以及传统电网向智能电网的初步过渡做积极准备。
电站:传统电网分为发输变配用。电能是单相流动的,大型的电站发电,长距离电网送电,到用户这里用电。分布式能源:电网里中一种利用可再生能源的方法,因为风能、太阳能的分布不会像煤矿、天然气那样集中,所以在西北之类风光资源充足的地方修建大型风电场、光伏电站的同时,可以在用户侧接入小型的风机、光伏、储能、燃气轮机等电源设备,省去了在电网中传输的损耗,提高可再生能源的比例。这里风机、官府、燃料电池、微型燃气轮机成为分布式发电,带上储能设备称为分布式电源。分布式的问题:由于用户侧出现了电源,传统源-网-荷的单向能量流变成了双向,导致电网既定的调度、保护策略面临了新考验,加上风、光资源具有波动性和随机性,发电难以控制,分布式电源直接并网最终会导致整个电网络不稳定。
微电网:微电网是把分布式电源和它所供能的负荷以及能量转换、保护、监控等装置作为一个系统,形成一个小型的完整电网,以储能设备或者微型燃气轮机这类可控的电源维持系统的稳定,使之可以消纳光伏、风电这些可再生能源,整个微电网与大电网有一个公共连接点(PCC),当微电网电源功能不足时可以通过大电网补充缺额,发电量大时可以将多余电网馈送回大电网。分布式电源以微电网方式并网和直接并网的却别主要是两点:微电网可以通过控制策略决定并网点的功率流向,比如发电多时用储能存储,负荷大时储能放电;标准意义上的微电网可以和大电网断开,从并网模式切换成孤岛运行模式,两种模式能否实现无缝切换是微电网成功的标志。从这个意义上说,目前全世界范围内文献可知的微电网不到500个,大部分不能实现真正的无缝切换,当然有些是无电地区纯孤岛运行的微电网,对大电网没影响。所以有分布式电源和负荷通过PCC点并网,但做不到孤岛的,还应该认为是分布式电源直接并网。