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分布式电源发展趋势:2020年后大规模储能商业化应用具备经济性

点击数:343 发布时间:2019-04-20 10:24:38
      近年来,我国各地分布式电源发展迅速。国网河北电力以河北南部地区为样本,分析预测分布式电源发展趋势,为智慧能源系统构建提供参考。
 
      我国新能源资源丰富,具有大规模开发的资源条件和技术潜力。同时,在全球加强合作、推动创新的共同愿景下,作为新的经济增长点,可再生能源行业前景较为可观,推广发展新能源产业势在必行。
 
      近年来,河北省南部地区受自然条件、居民分布结构、京津冀大气污染防治等因素影响,基于新能源的分布式电源发展迅速,装机容量年均增长率超过300%。国网河北电力梳理现行 政策,摸排新能源及分布式电源发展现状,分析预判分布式电源发展趋势,提出新能源及分布式电源的发展建议,为新能源体系构建提供科学参考。
 
      政策利好助推分布式电源可持续发展
 
      国家新能源战略的布局实施及相关政策的制定和发布,为分布式电源的建设和推广夯实了制度保障,促使分布式电源取得长足发展,呈现出“点多面广、局部高密度并网”的态势。近三年来,我国分布式电源年均增长率超过100%。
 
      2017年,国家发改委和能源局联合发布《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》等多个文件,正式启动分布式发电市场化交易试点建设。河北省政府积极响应,发布《关于开展分布式光伏发电市场化交易试点的通知》,制定分布式发电市场交易实施细则,对可以参与市场化交易试点的电站规模、交易方式等作出详细规定。统筹接入和消纳能力等因素,分布式光伏发电资源和场址主要选在河北南部地区,既能就近消纳,又能保障分布式光伏发电市场化交易的收益率。预计后续试点选择,将优先考虑消纳能力富余的区域。
 
      光伏扶贫作为国务院扶贫办“十大精准扶贫工程”之一,实现了扶贫开发和新能源利用、节能减排的有机结合。国家能源局发布的《关于可再生能源发展十三五规划实施的指导意见》提出了光伏新增的建设指标,多数省份,如山东省、河北省、山西省、内蒙古自治区等,将新增建设指标全部用于光伏扶贫项目。
 
      新技术新模式将改变分布式电源的发展趋势
 
      新技术会引领分布式电源的发展。在分布式电源并网中,储能装置可以通过适当充放电平滑电源的输出功率,从而减少分布式电源接入时的冲击或波动。分布式电源与储能技术的结合,将大大提高系统能源利用率和经济性。
 
      此外,对分布式电源起促进作用的还有智能并网技术的应用。在清洁能源大量接入时,采用虚拟同步机技术的电源与负荷,均能自主参与电网运行和管理,具备与同步机组一致的运行机制,以抵御外部扰动对同步系统的干扰。
 
      分布式电源的优化布局及灵活高效并网,是雄安新区绿色能源发展的重要任务之一。河北南网将以雄安新区为引领,以技术的探索和突破驱动新区能源系统的构建,以思维的创新和迭代完善新区能源体制机制。雄安新区将成为新能源与分布式电源新技术、新管理、新模式的孵化器与试验田,从而建立起以清洁低碳为发展方向、以电为中心、以智能电网为配置平台的能源系统。
 
      新的模式会激发分布式电源新动能。电网的灵活性是新能源消纳的核心,电力辅助服务是提高电网灵活性的手段之一。2017年11月,国家能源局发布了《完善电力辅助服务补偿(市场)机制工作方案》,提出实现电力辅助服务补偿项目全覆盖,鼓励储能设备、需求侧资源参与提供电力辅助服务,允许第三方参与提供电力辅助服务。从长远来看,辅助服务将作为大规模储能参与电网调节的突破口,成为新能源、储能等产业快速发展的新动能。
 
      构建安全可靠、集约高效、清洁低碳的智慧能源系统
 
       针对分布式电源快速发展的现状,应基于传统能源系统,运用先进信息技术、智能管理技术,整合气象数据、电网数据等,展开大数据分析,深度耦合信息系统与能源系统,实现“源-网-荷-储”协调发展、集成互补,构建安全可靠、集约高效、清洁低碳的智慧能源系统。
 
      源:加强虚拟同步发电机技术应用。虚拟同步机包括风机、光伏、储能虚拟同步机等,此技术的应用模式主要为新能源并网、柔性直流输电等。风电虚拟同步机,建议采用转子动能释放控制策略,即在风电机组的主控系统中增加虚拟同步发电机功能算法,投运后需与区域电网中的火电、水电调频协调控制,以降低电网频率二次扰动风险。光伏虚拟同步发电机,建议采用模拟转子运动方程控制策略,推荐锂电池作为附加储能单元的电池选型,投运后应进一步完善参数设置,增强光伏虚拟同步发电机调频支撑能力。储能虚拟同步机,建议对风机和光伏逆变器配置电站式虚拟同步机,推荐全功率变流器并采用电压控制型拓扑结构,关键控制参数需优化整定以规避低频振荡等风险。
 
      网:论证开展新能源并网实时监测。基于投资主体、电网企业等评价视角,探索开展新能源并网专题监测,建立“政府-电网-企业”三方联动机制,将风电、光伏电站作为主要监测对象,在并网实施、电站运行、成效评价等环节,深度梳理新能源并网的价值点和风险点,按地区、新能源类型、接入电压等级、并网时间、消纳方式等维度,从新能源并网规模、新能源电站运营及收益、新能源电站并网效率、新能源替代电量效益、新能源消纳、新能源并网适应性、分布式电源向电网售电七个方面,系统性监测新能源及分布式电源情况,进而逐层逐级可视化展现新能源发展及运行状态,为规划、电网运维、行业发展乃至政府决策提供科学参考。
 
      荷:共享互联网思维负荷管理研究。落实国家电网有限公司“三型两网”建设部署,根据“打造共享型企业”工作要求,依托大数据等技术手段,统筹源网荷储综合发展考量,以电网为载体,推动负荷-电源-储能更精准联动,实现整体经济最优解,提高新能源消费比例。创建更友好接口端口,活跃用户互动性,引导用户在峰谷恰当消费,吸引后者加入电力调峰和新能源电力消纳,从而实现新能源整体消纳能力的提升,确保电网经济运行,提升客户满意度。
 
      储:持续推动储能技术的深入应用。储能技术是能源互联网、分布式发电等发展必不可少的支撑技术之一。主网应用方面,在电网合适位置建设一定容量的储能装置,能够削峰填谷、提升电网安全性和稳定性。
 
      预测到2020年后,大规模储能项目商业化应用均具备经济可行性,优先推荐锂离子电池和全钒液流电池技术。配网应用方面,通过在配电侧或用户侧设置不同层级的分布式储能装置,可提高配电及用电侧供电可靠性;同时,将分布式储能与电解制氢等技术深度结合,能提升接纳分布式电源能力,为农村清洁取暖和用户侧负荷控制开拓更广阔的发展与服务空间。能源结构方面,储能装置作为能源互联网中不同能量形式之间高效转化、时空转移利用的支撑平台作用更加凸显,在发电侧、需求侧、辅助服务及输配电网络有机互联层面提供了新的可能性,能够带动相关产业链发展,形成良性循环。
 
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