微电网构建分布式能源多样化应用场景

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1、ResearchNote2017.9.11(Y-ResearchRN17-208)作者：于洋杨驿昉/第一财经研究院研究员yuyang2@yicai.comwww.cbnri.org研究简报能源与科技微电网构建分布式能源多样化应用场景认识到当前国际国内不可阻挡的能源转型时代背景以及分布式能源在未来能源体系中扮演的越来越重要的角色，第一财经研究院重磅推出《能源转型大时代中的分布式能源》研究简报专题。本文为第三篇，详解了分布式能源在不同场景下的应用。希望以此抛砖引玉，力促行业同仁为中国能源转型和分布式能源发展贡献真知灼见。无论是在离岸的海岛、偏远

2、的边疆无人对经济性、安全性、环保性有特殊要求的用地区，抑或是在人群密集的都市楼宇、社区、能单位，可以按照其各自的需求在靠近用户工厂，人们越来越多地看到分布式能源应用侧的位置来建立分布式的能源供应系统。的场景。例如，分布式光伏、风力发电搭配“微电网”，是相对传统“大电网”而柴油发电机组成的微电网，保障遥远小岛上言的一个概念，是指采用先进的控制技术以渔民的全部用能需求；又如，天然气冷热电及电力电子装置，把分布式能源和它所供能三联供（CCHP）、分布式可再生能源技术被的负荷以及储能等设备连接形成一个微型集成到城市社区微电网系统中，为居民和企的完整

3、电网。这种“微型”的电网是从发电、业提供本地生产的且经济高效的电力、热水输变电，直到终端用户的完整电力系统，既以及制冷服务。而这一切很大程度上需要归可以自身形成一个功能齐全的局域性能源功于微电网技术，正是因为微电网的兴起，网络，以不干扰输配电系统的方式“孤网运人们选择的用能服务不再局限于市政电网行”；也可以通过一个公共连接点与市政电集中供能的模式。这也使得那些建立在市政网并网连接：当微电网电源功能不足时可以电网范围之外的遥远海岛、边疆区域，以及通过大电网补充缺额，发电量大时可以将多1ResearchNote余电量馈送回大电网。必要时，两种模

4、式间力状况不甚理想，居民全天的电力消费都来可以进行切换，这充分维护了微电网和大电自光伏和储能电池，只有在游客增多等少数网的安全稳定运行。情况下，备用的柴油发电机才开始供电。到作为多种分布式能源的集大成者，“微了冬季，岛上降雨增多，三台小型水力发电电网”技术具有广阔的发展空间和应用场景。机成为主要的电力来源。埃格岛微电网的控在一套完整的微电网系统中，分布式能源作制系统可以监测发电设施的运行，优化电池为发电侧的供能主体，不同品类的能源之间的充放电循环，并且在电力短缺时自动启动能够协同互补；在用电侧，系统对用电负荷柴油发电机。进行监测和控制；在控

5、制系统层面，微电网微电网极大地提升了埃格岛的电力消需要进行内部调度以及与外部的沟通，实现费品质。微电网建成之前，居民靠自家的柴高度自治；蓄冷、蓄热和电储能使得微电网油发电机供电，在支付高昂成本的同时，还兼具安全性以及灵活性。按照是否与大电网要忍受设备的噪音和空气污染。岛上的柴油联接，微电网可以分为离网型和并网型两类。依靠渡轮运输，储备有限的住户会面临断电离网型微电网的应用场景包括解决海岛和的风险。如今，微电网保证了埃格岛的不间偏远地区的用电问题，并网型则为用户的供断供电，每年超过90%的电力消费都来自可能安全添加了一份保障，联网运行也可以改

6、再生能源，二氧化碳的排放量也降低了接近善系统的经济效益。一半。另一方面，岛上的微电网展示了出色01分布式能源在离岸海岛微电网的应的经济性。整个项目的设计和建设成本约为用166万英镑，而跨海架设电网的成本则高达英国苏格兰的埃格岛（IsleofEigg）是400多万；目前，埃格岛的电力价格仍高于海岛离网型微电网成功应用的典范。因地制英国的平均水平，但已经比过去降低了60%。宜的微电网充分利用了当地的自然资源，其风、光、水、储的有效整合使居民摆脱了化中发电系统主要由分布式光伏、小型风力发石能源的限制，埃格岛的经验也证明，离网电和水力发电设施组成，

7、总装机容量为184型海岛微电网可以满足现代生活的电力需千瓦。多余的可再生电力被储存到电池阵列求。中，天气条件不佳的情况下，电池组可以为02分布式能源在偏远区域微电网的应全岛提供一整天的电力。微电网中还包括两用台70千瓦的柴油发电机，以备不时之需。除了可以改善现有的供电系统外，离网整个系统的装机容量虽不算大，但足以满足型微电网还是无电地区实现电力普及的重近百名居民的电力需求，可以称得上是“小要一环。国际能源署（IEA）的数据显示，而美”的海岛微电网。截至2014年，全球仍有12亿人缺乏电力供微电网中，各种能源在不同季节、不同应。在印度，无电人

8、口的数量达到2.4亿，时段中协同运行，多能互补也成为埃格岛电约占印度人口总数的20%，其中绝大部分人力系统的最佳配置。得益于较高的纬度，夏生活在偏远的农村地区，这给印度政府的全季