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分布式電源發展趨勢:2020年后大規模儲能商業化應用具備經濟性

時間:2019-04-20    來源:國家電網報    點擊次數:0     字體:【大】 【中】 【小】    打印本頁
      近年來,我國各地分布式電源發展迅速。國網河北電力以河北南部地區為樣本,分析預測分布式電源發展趨勢,為智慧能源系統構建提供參考。
      我國新能源資源豐富,具有大規模開發的資源條件和技術潛力。同時,在全球加強合作、推動創新的共同愿景下,作為新的經濟增長點,可再生能源行業前景較為可觀,推廣發展新能源產業勢在必行。
      近年來,河北省南部地區受自然條件、居民分布結構、京津冀大氣污染防治等因素影響,基于新能源的分布式電源發展迅速,裝機容量年均增長率超過300%。國網河北電力梳理現行 政策,摸排新能源及分布式電源發展現狀,分析預判分布式電源發展趨勢,提出新能源及分布式電源的發展建議,為新能源體系構建提供科學參考。

      政策利好助推分布式電源可持續發展

      國家新能源戰略的布局實施及相關政策的制定和發布,為分布式電源的建設和推廣夯實了制度保障,促使分布式電源取得長足發展,呈現出“點多面廣、局部高密度并網”的態勢。近三年來,我國分布式電源年均增長率超過100%。
      2017年,國家發改委和能源局聯合發布《關于開展分布式發電市場化交易試點的通知》等多個文件,正式啟動分布式發電市場化交易試點建設。河北省政府積極響應,發布《關于開展分布式光伏發電市場化交易試點的通知》,制定分布式發電市場交易實施細則,對可以參與市場化交易試點的電站規模、交易方式等作出詳細規定。統籌接入和消納能力等因素,分布式光伏發電資源和場址主要選在河北南部地區,既能就近消納,又能保障分布式光伏發電市場化交易的收益率。預計后續試點選擇,將優先考慮消納能力富余的區域。
      光伏扶貧作為國務院扶貧辦“十大精準扶貧工程”之一,實現了扶貧開發和新能源利用、節能減排的有機結合。國家能源局發布的《關于可再生能源發展十三五規劃實施的指導意見》提出了光伏新增的建設指標,多數省份,如山東省、河北省、山西省、內蒙古自治區等,將新增建設指標全部用于光伏扶貧項目。

      新技術新模式將改變分布式電源的發展趨勢

      新技術會引領分布式電源的發展。在分布式電源并網中,儲能裝置可以通過適當充放電平滑電源的輸出功率,從而減少分布式電源接入時的沖擊或波動。分布式電源與儲能技術的結合,將大大提高系統能源利用率和經濟性。
      此外,對分布式電源起促進作用的還有智能并網技術的應用。在清潔能源大量接入時,采用虛擬同步機技術的電源與負荷,均能自主參與電網運行和管理,具備與同步機組一致的運行機制,以抵御外部擾動對同步系統的干擾。
      分布式電源的優化布局及靈活高效并網,是雄安新區綠色能源發展的重要任務之一。河北南網將以雄安新區為引領,以技術的探索和突破驅動新區能源系統的構建,以思維的創新和迭代完善新區能源體制機制。雄安新區將成為新能源與分布式電源新技術、新管理、新模式的孵化器與試驗田,從而建立起以清潔低碳為發展方向、以電為中心、以智能電網為配置平臺的能源系統。
      新的模式會激發分布式電源新動能。電網的靈活性是新能源消納的核心,電力輔助服務是提高電網靈活性的手段之一。2017年11月,國家能源局發布了《完善電力輔助服務補償(市場)機制工作方案》,提出實現電力輔助服務補償項目全覆蓋,鼓勵儲能設備、需求側資源參與提供電力輔助服務,允許第三方參與提供電力輔助服務。從長遠來看,輔助服務將作為大規模儲能參與電網調節的突破口,成為新能源、儲能等產業快速發展的新動能。

      構建安全可靠、集約高效、清潔低碳的智慧能源系統

       針對分布式電源快速發展的現狀,應基于傳統能源系統,運用先進信息技術、智能管理技術,整合氣象數據、電網數據等,展開大數據分析,深度耦合信息系統與能源系統,實現“源-網-荷-儲”協調發展、集成互補,構建安全可靠、集約高效、清潔低碳的智慧能源系統。
      源:加強虛擬同步發電機技術應用。虛擬同步機包括風機、光伏、儲能虛擬同步機等,此技術的應用模式主要為新能源并網、柔性直流輸電等。風電虛擬同步機,建議采用轉子動能釋放控制策略,即在風電機組的主控系統中增加虛擬同步發電機功能算法,投運后需與區域電網中的火電、水電調頻協調控制,以降低電網頻率二次擾動風險。光伏虛擬同步發電機,建議采用模擬轉子運動方程控制策略,推薦鋰電池作為附加儲能單元的電池選型,投運后應進一步完善參數設置,增強光伏虛擬同步發電機調頻支撐能力。儲能虛擬同步機,建議對風機和光伏逆變器配置電站式虛擬同步機,推薦全功率變流器并采用電壓控制型拓撲結構,關鍵控制參數需優化整定以規避低頻振蕩等風險。
      網:論證開展新能源并網實時監測。基于投資主體、電網企業等評價視角,探索開展新能源并網專題監測,建立“政府-電網-企業”三方聯動機制,將風電、光伏電站作為主要監測對象,在并網實施、電站運行、成效評價等環節,深度梳理新能源并網的價值點和風險點,按地區、新能源類型、接入電壓等級、并網時間、消納方式等維度,從新能源并網規模、新能源電站運營及收益、新能源電站并網效率、新能源替代電量效益、新能源消納、新能源并網適應性、分布式電源向電網售電七個方面,系統性監測新能源及分布式電源情況,進而逐層逐級可視化展現新能源發展及運行狀態,為規劃、電網運維、行業發展乃至政府決策提供科學參考。
      荷:共享互聯網思維負荷管理研究。落實國家電網有限公司“三型兩網”建設部署,根據“打造共享型企業”工作要求,依托大數據等技術手段,統籌源網荷儲綜合發展考量,以電網為載體,推動負荷-電源-儲能更精準聯動,實現整體經濟最優解,提高新能源消費比例。創建更友好接口端口,活躍用戶互動性,引導用戶在峰谷恰當消費,吸引后者加入電力調峰和新能源電力消納,從而實現新能源整體消納能力的提升,確保電網經濟運行,提升客戶滿意度。
      儲:持續推動儲能技術的深入應用。儲能技術是能源互聯網、分布式發電等發展必不可少的支撐技術之一。主網應用方面,在電網合適位置建設一定容量的儲能裝置,能夠削峰填谷、提升電網安全性和穩定性。
      預測到2020年后,大規模儲能項目商業化應用均具備經濟可行性,優先推薦鋰離子電池和全釩液流電池技術。配網應用方面,通過在配電側或用戶側設置不同層級的分布式儲能裝置,可提高配電及用電側供電可靠性;同時,將分布式儲能與電解制氫等技術深度結合,能提升接納分布式電源能力,為農村清潔取暖和用戶側負荷控制開拓更廣闊的發展與服務空間。能源結構方面,儲能裝置作為能源互聯網中不同能量形式之間高效轉化、時空轉移利用的支撐平臺作用更加凸顯,在發電側、需求側、輔助服務及輸配電網絡有機互聯層面提供了新的可能性,能夠帶動相關產業鏈發展,形成良性循環。

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