北极星智能电网在线讯:文/聂光辉(武汉工程大学)
摘要:由于能源的有限性和常规能源带来的环境问题,发展太阳能、风能等清洁能源是各国下一步能源政策的方向,更是我国走能源可持续发展战略的关键和必由之路。新农村建议是我国关于农村建设的重大政策。文章论述了微电网的内涵、建立起新农村发展和建设微电网的之间的联系,将二者有机的结合起来,初步探讨微电网在我国新农村建设中的应用的可行性和面临的技术问题。
1 微电网的内涵
2001年美国颁布IEEE_1547/D08“关于分布式电源与电力系统互联的标准草案”,并通过有关法令让部分分布式发电系统上网运行,其中对分布式能源的并网标准作出规定:当电力系统发生故障时,分布式电源须马上退出运行,这就限制了分布式能源效能的充分发挥。目前配电系统所具有的无源辐射状运行结构以及能量流动的单向、单路径特征,使得分布式发电必须以负荷形式并入和运行,即发电量必须小于安装地用户负荷,导致分布式发电能力在结构上就受到极大限制。
近年来,随着新型技术的应用,尤其是电力电子接口和现代控制理论的发展,微电网的概念出现并从理论发展到实践。对于微电网的定义各国不尽相同、各具特点,结合我国电力系统发展现状及趋势,充分利用风、光等资源在时间上的互补性,并与储能系统及其他发电系统结合组成的微电网系统是一种有效途径。将额定功率为几十千瓦的发电单元、负荷、储能装置及控制装置等结合,形成一个单一可控的单元,同时可向用户供给电能和热能,这样的电网称为微电网。微网技术将逐步成为未来分布式发电供能系统集成技术的核心,也是分布式发电大规模工业化应用关键。它是一种基于传统电源的较大规模的独立系统;在微电网内部通过电源和负荷的可控性,在充分满足用户对电能质量和供电安全要求的基础上,实现微电网的并网运行或独立运行;微电网对外表现为一个整体单元,并且可以平滑并入主网运行。
2微电网研究和发展的与新农村建设的联系
从我国城镇化进程中看,城镇化的步伐需要和经济发展水平相适应,目前新农村建设可以认为我国对农村进行城镇化过程中的一个过渡,在这个过程中必然会引起对基础设施建设的需求,这也是新农村建设的属性体现,从其发展的本质、技术特点上、我国能源发展战略上讲,微电网在新农村建设过程中应用都是能够较好的迎合新农村建设对基础建设的需求。
(1)从微电网的发展本质上,微电网的建设就是为了解决分布式能源效能发挥不足的问题,以光能、风能为主的微电网利用的是可再生资源的光能、风能,其设计是本着增强电网的供电可靠性和未来的经济效益、社会效益来考虑的。在新农村建设过程中应用能够提高农村电网供电可靠性,是以人为本在农村电网发展中的体现。对可再生资源的利用的高度接纳,对优质生活的进一步追求。这些都是新农村建设的本质属性。
(2)从微电网的技术特点上讲,微电网就近负荷进行设计、安装、建设,对大电网的冲击必然会减少,微电网可控的特点是有利于大电网的稳定的;同时建设环境友好型的新农村从技术上来讲也需要以光能、风能等清洁能源为主的微电网的技术接入实践。
(3)从我国的能源发展战略上讲,节能减排和新能源的利用是我国未来能源政策的出发点和落脚点,发展微电网必然对建设空间的需求,我国土地资源人均匮乏,如果再大面积的占有其他土地,可能加剧土地资源紧张。在广大的新农村建设里充分可以利用屋顶的空间上优势和新农村建设过程中的新设施等政策上优势发展以新能源为主的微电网研究和建设。政府在新农村建设对相关的新型电力利用、太阳能热水器等行业产品的财政补贴对于以光能、风能为主的微电网的发展是个战略机遇。
3 微电网在新农村建设中的应用面临的问题
微电网作为新的技术理论在我国经历了多年的研究,但目前在国内外都还处于实验室和工程示范阶段,在实际应用中还存在诸多挑战。新农村建设由于地域经济发展等不平衡性,各地的新农村建设的速度和程度差异性各大,但同一地方的新农村建设的房舍规格基本还是一致的,这是政策导向下大规模建设的必然结果。微电网在新农村建设中的应用面临的问题主要有以下几种情况:
(1)从主观上讲,对于微电网的技术以及前景缺乏信心,即使是从事微电网研究的人员对于微电网的成本问题也抱有一种忧虑;
(2)从客观上讲,微电网的成本投入较大,关于投入和产出短期看面临的考验还是必须严重的,需要国家在财政方面给予补贴;
(3)从现实政策上讲,目前微电网处于实验室或工程示范阶段,国家并没有针对微电网大规模的应用进行补贴的政策;
(4)从标准上讲,国家没有关于微电网的统一标准,在标准制定表现出了一种滞后;