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分布式能源:能源互联网的“重头戏”

时间:2018-7-26 17:37:41 点击:

  介:北极星智能电网在线讯:能源互联网的概念在我国异常火热。对于能源互联网,目前并没有统一、权威的界定,主要有以下三种观点:   *一,将能源互联网等同于智能电网,如**电网公司董事长、党组书记刘振亚在《全...
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  北极星智能电网在线讯:能源互联网的概念在我国异常火热。对于能源互联网,目前并没有统一、权威的界定,主要有以下三种观点:
  *一,将能源互联网等同于智能电网,如**电网公司董事长、党组书记刘振亚在《**能源互联网》一书提出,**能源互联网实际上是以特高压电网为骨干网架以输送清洁能源为主导、**互联互通的坚强智能电网;
  第二,有人认为能源互联网就是国务院文件中提到的智慧能源;
  第三,能源互联网是一种在现有配电网基础上通过较好的电力电子技术信息技术,融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置,能够实现能量和信息流动的新型高效电网结构。它将大型集中式发电机组、分布式可再生发电端、储能设备、各类终端用电机器通过自动化与智能化软硬件建立连接,利用互联网技术,促进以电力系统为核心的大能源网络内各类设备的信息交互,实现能源生产与消费的实时平衡。
  以上三种界定,*一种*关注智能电网,第二种*关注电源,第三种则较为系统地总结了能源互联网的基本要素,其内涵更丰富也更。同时在国外能源互联网示范项目中,分布式可再生能源、电动汽车、基于互联网的电力交易和服务平台是能源互联网的三大基本元素。综上,可以将能源互联网简单界定为“智能电网+电源+用电设施”的有机组合。
  能源互联网借助海量分布式设备的广域协调和未来即插即用可以实现双向互动的分布式储能,能够提供远距离、大容量的需求侧响应能力。电动车、家庭储能、楼宇储能、天然气发电及电转气技术等将是发展能源互联网的关键技术。**能源互联网要大规模分布式储能装备高效运行,需要**电力市场和动态电价作为制度支撑,并且峰谷电价差要足够大才可以吸引投资者和普通家庭积极进入电力市场。可以形象地理解,借助太阳能电池,每一幢大楼、每一块空地都能“化身”为发电厂,每个人既从“能源互联网”购买能源,也向“能源互联网”出售能源,在线提供网购服务。借助互联网技术,消费者和生产者根据实时电价自动调整电力消费和生产行为。
  能源互联网强调可再生能源和互联网的融合发展,这将颠覆传统的能源系统,并从根本上解决能源安全问题。目前,我国石油对外依存度增长过快以及传统电网存在重大安全隐患,发展分布式可再生能源互联互通的能源互联网将是大势所趋。由于能源互联网内涵和涉及的产业非常宽广,涉及的问题复杂、多样,导致能源互联网迟迟难以取得共识,也未取得实质性进展,但目前存在一个普遍的共识:能源互联网是推动分布式能源发展的重要途径。
  随着能源互联网的推进,分布式能源将迎来全新的发展机遇,由于电力体制原因,弃水、弃风、弃光现象时有发生,新能源和可再生能源开发利用面临困难,发展机制不健全,可再生能源和可再生能源发电上网存在困难。
  《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》提出,开放电网公平接入,建立分布式电源发展新机制:
  *一, 积极发展分布式电源,在确保安全的前提下,积极发展融合较好储能技术、信息技术的微电网和智能电网技术,提高系统消纳能力和能源利用效率;
  第二, 完善并网运行服务,支持新能源、可再生能源上网,积极推进新能源和可再生能源发电与其他电网的有效衔接,依照规划认真落实可再生能源发电保障性收购制度,解决好无歧视、无障碍上网问题;
  第三, 放开用户侧分布式电源市场,放开用户侧分布式电源建设,支持企业、机构、社区和家庭根据各自条件,因地制宜投资建设太阳能、风能、生物质能发电以及燃气“热电冷”联产等各类分布式电源,准许接入各电压等级的配电网络和终端用电系统,鼓励化能源服务公司与用户合作或以“合同能源管理”模式建设分布式电源。
  本次改革对新能源产业链中电站建设、上网等问题做了充分考虑,但在实际中能否得到贯彻执行还存在很大的不确定性。因为分布式电源的建设与运营模式还存在很多障碍,“自发自用、余量上网、电网调节”的运营模式是否得到有效执行还存在很大的不确定性。
  既然从政策角度上看,分布式能源来势迅猛,那么究竟什么是分布式能源?分布式能源有什么特点?其与能源互联网又有什么关联?
  (一)什么是分布式能源?
  分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统。分布式能源利用的能源性质分为两类:一次能源以气体燃料为主,可再生能源为辅,如天然气式分布式能源;而二次能源以分布在用户端的可再生能源发电设备,如太阳能、风能等,实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用。
  在能源互联网视角下,分布式能源即为用户终端,通过连接可形成多个局域性配输电微网,不*能够实现局域内部的电能输送调配,同时能够与集中式电网进行能源互通,从而与**能源供应系统提供支持和补充。
  (二)分布式能源有什么特点?
  1.清洁环保
  分布式能源扩大清洁能源适用范围,提升整体环保水平。分布式能源以清洁能源(天然气)、可再生(生物质能、风、太阳能)等无污染能源为主要能量来源,大量推广运用对我国环境改善、传统能源依赖度下降有极大的帮助。
  我国一次能源消耗结构中,煤炭消耗比例为70%以上,这一能源消耗结构无疑对环境污染的治理工作增加了压力。据**环保总局监测,目前我国污染环境的各项指标中,燃煤发电产生的污染占所有污染的40%以上,且燃煤产生的多项污染指标在各分项中占总量比例很高,例如:煤炭燃烧产生的悬浮颗粒物的占总量的70%以上,产生的CO2占总量的85%以上。
  分布式能源的发展可以显著改善我国整体能源结构,弱化我国经济发展与环境保护的长期矛盾。单从风电来说,2014年风电上网电量达到1550亿千瓦时,按照发电标煤煤耗每千瓦时350克计算,*一年可节约标煤5418万吨,减少二氧化碳排放16686万吨,减少二氧化硫排放84万吨。
  2.提升能效
  分布式能源较传统能源利用率提升70%以上。分布式供能基于自身发电利用率高,且靠近用户端的优势,决定了总体能源效率高于集中式的优势,这大大降低了**能源因长距离输送造成的能耗浪费。以火力发电为例,大火电机组虽然发电效率高,但是由于供热规模和供热半径的局限,发电余热无法利用,其能源利用效率与分布式能源相去甚远。发电厂*终只能将燃料能源燃烧产生的1/3热能转化成电能,而近50%的热能流失(效率低的主要原因是汽机排汽冷凝热损失大,即被循环水带走的热损失),另外输送环节损耗近10%的热能。
  由于分布式能源可通过电热冷三联技术手段将发电后的余热来制热、制冷,因此能源得以合理的梯级利用。此外,用户可根据自己所需将分布式能源与主干网并网,实现余电上网,能源的利用效率达到80%以上,一些设计完善的分布式能源可以达到90%。
  3.独立、并网皆可,防止大面积断网
  分布式能源**孤岛保护系统,安全性提升。集中式输配电不*在能耗上存在浪费,它还存在因设备故障如雷电等因素造成大面积停电现象,从而使居民用电情况存在不确定因素造成经济损失,如美国每年因电网扰动与断电损失790亿美元。当电网出现局部断电瘫痪后,分布式能源拥有并网逆变器孤岛保护,市电断电自动停止输出,保障了在大电网断电维护状态下的微网系统发电安全,从而达到了用电安全性及电力利用的可持续性。
  (三)分布式能源是互联网能源的基础
  能源互联网是通过电子、电力、信息等技术,将大量分散的分布式能源连接起来,不*实现分布式能源的能量采集、上网,同时建立了各分布式能源间的互联互通,通过大数据技术及基于信息的智能调控,实现能源在整个网络的高效互通。
  从能源互联网的构建角度来看,分布式能源是其必须具备的网络“结点”。能源互联网的构建基础是需要大量分散分布的小型发电站,通过“网”将分散化的能源集中起来并分别调配,从而实现能源获得的广度及能源利用的深度双向提升。
  未来我国能源互联网的构建*一步就是对现有电网的改造,以适应分布式能源的接入;第二步则是将现有分布式能源接入,实现推广前的初步探索,包括在输配、交易、效率等领域的提升;而第三步则是推广,将分布式能源大量推广后接入电网,实现能源互联网的*终成型。
  从能源互联网的功能角度来看,大数据应用、微网调配、充电桩等都需要分布式能源支撑。从大数据应用来看,大数据应用需要建立在容量足够大的信息样本,需要电力消费、供给、输配等一系列数据,而分布式能源拥有分散化(提供不同地区的电力特征数据)、体量大特征(小型电站个体样本数量庞大),恰恰满足了大数据信息样本的要求;
  从微网调配来看,能源互联网较传统智能电网*大的不同在于改变传统的集中配送,实现用户终端电力的互联互通,这一互联互通的微网建立必须以多个分布式能源发电站为基础,实现局部整合、统一供需的格局;
  从新能源汽车必须的充电桩角度来看,新能源汽车以电力为动力源,其交通工具的特性要求能源供给的分散化以提高自身出行便利性,分布式能源正因其“分布式”特点,实现了新能源汽车电力供给的便捷性,这也是支持新能源汽车产业发展的基础。

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