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微電網(wǎng)在全球能源轉型中作用漸顯

發(fā)布時(shí)間:2018-02-02

無(wú)論國家大小,穩定的電力供應都是經(jīng)濟發(fā)展和人們日常生活的最基本保障。雖然暫時(shí)性的停電對家庭生活只會(huì )帶來(lái)些許不便,但對于醫院和軍事基地等關(guān)鍵設施而言,斷電很可能會(huì )造成重要服務(wù)或軍事任務(wù)的中斷,繼而危及人類(lèi)生命安全。為本地需求提供電力的小型網(wǎng)絡(luò )——微電網(wǎng),是規避這一風(fēng)險的有效途徑之一。

 

“目前在全球有數以百計的微電網(wǎng)正在運行,并且它們的數量仍在增長(cháng)。在包括并網(wǎng)型和獨立型系統的各種微電網(wǎng)配置實(shí)踐中,我們可以有機會(huì )洞察微電網(wǎng)整合高比例波動(dòng)的可再生能源的能力。”落基山研究所項目總監Kaitl yn Bunker和克林頓氣候行動(dòng)島嶼能源計劃項目經(jīng)理Siana Teel ucksin的研究《微電網(wǎng)在全球能源轉型中的重要作用》稱(chēng)。

 

該研究稱(chēng),近年來(lái),太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電成本大幅下降,這意味著(zhù)太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)具備了與傳統化石燃料發(fā)電技術(shù)相當的成本競爭力。這使得微電網(wǎng)能夠在完成穩定電力供應這一主要任務(wù)的同時(shí),以經(jīng)濟可行的方式實(shí)現清潔能源目標。

 

島嶼微電網(wǎng)轉型加快

 

微電網(wǎng)可以與更大的電網(wǎng)相連接。而在大規模斷電事故發(fā)生時(shí),微電網(wǎng)可以中斷與主要電網(wǎng)的連接并繼續獨立運行,保證其服務(wù)區域內家用和商用的電力供應。可靠性更高、更具可持續性以及更低的成本,這些優(yōu)勢使得并網(wǎng)型微電網(wǎng)采用率不斷提高,同時(shí)也在促進(jìn)獨立型微電網(wǎng)的轉型。

 

一些發(fā)展中的島嶼小國在2016年巴黎締約國大會(huì )上展現了一定的作用,并且正在積極落實(shí)電力系統轉型,充分利用本地的可再生能源。太陽(yáng)能光伏、風(fēng)力發(fā)電以及儲能技術(shù),能夠幫助獨立型微電網(wǎng)履行國際氣候承諾,提高能源獨立性,降低碳排放。

 

該研究認為,隨著(zhù)微電網(wǎng)中波動(dòng)的可再生能源比例的增加,為保證系統的穩定運行需要更精密復雜的控制技術(shù)。以島嶼為例,整個(gè)國家(及其經(jīng)濟)都依靠于唯一的電網(wǎng)。電網(wǎng)工程師和運行人員肩負著(zhù)維持獨立型微電網(wǎng)穩定運行的重要任務(wù),因為這會(huì )影響到整個(gè)國家的運轉。

 

并網(wǎng)型和獨立型微電網(wǎng)的共同挑戰

 

該研究稱(chēng),雖然并網(wǎng)型和獨立型微電網(wǎng)明顯不同,但它們有許多共同點(diǎn)。這些共性使得各類(lèi)微電網(wǎng)的項目經(jīng)驗能夠互相借鑒,加速各類(lèi)微電網(wǎng)學(xué)習曲線(xiàn)的上升勢頭。

 

并網(wǎng)型微電網(wǎng)的優(yōu)勢是在正常運行時(shí)段可以依靠大型電網(wǎng)作為后備,同時(shí),它們與獨立型微電網(wǎng)所應用的技術(shù)相似,并面臨著(zhù)類(lèi)似的挑戰——如何保證可靠、可持續且低成本的電力供應。在并網(wǎng)型和獨立型微電網(wǎng)的設計過(guò)程中,如何在波動(dòng)性和穩定性能源之間保持正確的平衡是一大主要挑戰。此外,另一個(gè)難題是如何在降低成本和建設大規模備用能源以保證可靠性之間找到經(jīng)濟平衡。

 

和島嶼電網(wǎng)一樣,傳統的并網(wǎng)型微電網(wǎng)也較大程度依賴(lài)于各種化石燃料發(fā)電技術(shù),尤其是柴油發(fā)電。它們的后備系統也常常以燃氣發(fā)電、燃料電池和熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)為主。隨著(zhù)可再生能源技術(shù)成本的穩定下降,以及分布式能源的價(jià)值得到越來(lái)越多的認識、管理與肯定,并網(wǎng)型微電網(wǎng)碳排放強度越來(lái)越低,同時(shí)發(fā)電來(lái)源越來(lái)越豐富。并網(wǎng)型微電網(wǎng)的另一個(gè)難題是需要為兩種主要運行模式分別設計控制系統。例如,美國加州大學(xué)圣地亞哥分校微電網(wǎng)就已成功證明了在連接大型電網(wǎng)和與其隔離時(shí)都可正常運行。

 

各種規模電網(wǎng)共同的機遇

 

由于獨立型和并網(wǎng)型微電網(wǎng)具有類(lèi)似的目標、技術(shù)與挑戰,兩種微電網(wǎng)的設計者與運營(yíng)商有機會(huì )充分交流,互相學(xué)習最佳實(shí)踐經(jīng)驗。

 

該研究認為,考慮到并網(wǎng)型或獨立型微電網(wǎng)斷電的嚴重后果,對微電網(wǎng)構架設計、發(fā)電來(lái)源選擇、集成及控制必須經(jīng)過(guò)非常仔細地研究。此外,電網(wǎng)運營(yíng)商正在尋求創(chuàng )新而又經(jīng)過(guò)驗證的解決方案,并且已開(kāi)始嘗試應用新的運營(yíng)方式,包括更貼近用戶(hù)的協(xié)調工作等。

 

“考慮到電網(wǎng)擁有者與運營(yíng)商必須評估的多方面問(wèn)題,以及微電網(wǎng)所能提供的種種機遇,可以預見(jiàn),微電網(wǎng)能夠在全球電力系統轉型中起到重要的指引作用。”該研究稱(chēng),發(fā)達國家歷來(lái)有著(zhù)引領(lǐng)創(chuàng )新、科技進(jìn)步和(電網(wǎng))運營(yíng)最佳實(shí)踐的傳統,但在發(fā)展微電網(wǎng)的過(guò)程中,島嶼國家尤其能夠引領(lǐng)能源轉型并分享經(jīng)驗。在意識到安全穩定的電力供應是電網(wǎng)健康和國家經(jīng)濟的重要基礎,以及對外部的能源依賴(lài)的種種弊端后,各島嶼國家政府和電力公司如今正要抓緊這一難得的機遇發(fā)展和優(yōu)化可再生能源微電網(wǎng)系統。

來(lái)源:中國經(jīng)濟時(shí)報


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