离网型
海岛离网供电的趋势肯定还是以可再生能源为核心的微电网。
按照这些海岛独立电网规模,可划分小型(数百千瓦)、中型(兆瓦级)与大型海岛电网。
对于小型独立电网,由于使用的内燃发电机惯性与备用容量均较小,因此限制了可再生能源的接入,对储能设备的特性与容量也有较高要求;而对于中型独立微网,由于一般采用了多台内燃发电机,可借助旋转发电设备自身的惯性吸收部瞬时变动,有利于减少储能设备容量,增强对风电和光电的接纳能力,提高整个海岛电网的经济性;对于大型海岛电网,其主要目标是检验兆瓦级风/光电接入后对原有海岛电网的影响,以及利用多种储能装置抑制光伏发电波动性的可能性。
海岛如果未与大陆主电网链接,一般情况用电普遍需要依靠岛上的自备柴油发电机组,居民无法获得稳定可靠的电能,且对环境污染较大,对海岛居民的生产生活和海岛经济的长远发展造成极大影响。
打造包括太阳能发电、风力发电、海浪发电和蓄电池储能系统在内的全新分布式供电系统,与海岛原有的柴油发电系统和电网输配系统集成为一个智能微电网系统,将是解决离网型海岛用电难问题的有效途径。接下来就对在海岛上应用的新能源发电系统逐一进行剖析。
光伏发电
海岛,尤其是我国西沙、南沙群岛的岛礁,自然环境特别严酷:高温、高湿、高盐雾,金属设施在“天然腐蚀箱”环境中受腐蚀严重,即使是不锈钢器件也不能幸免。海岛光伏发电建设,设施设备防腐是首先必须解决的问题。在实际工程中,将光伏组件框架整体深度氧化加工工艺,可以解决边框截断处防腐能力薄弱的问题。此外,采取的措施还包括:做好组件边框和支架问的原电池防腐蚀隔离;电子电力线路板和裸露接头处涂敷823防腐漆;配电装置防护等级选用IP65以上。
在我国南海,台风频繁,风力超强。光伏组件安装在屋顶上,设计人员必须对光伏发电设施的防护予以足够重视。施工阶段,要注意将光伏组件框架和屋顶结构紧密联接固定,不能简单支撑固定在屋顶上,框架和屋顶之间不能留有空隙。光伏组件框架用材要有足够厚度和强度。根据实践经验,框架板厚不宜小于2.5mm,户外配电箱箱体宜为3mm厚的不锈钢并加防腐漆涂敷。
光伏发电系统结构设计应尽可能降低运输、施工、安装难度。运上海岛的所有系统设备、器材须由大船运至海岛附近,在海上倒驳至小船转运,风大浪高条件下两条船均处于漂浮状态,不仅组织实施难度较大,而且危险系数较高;此外,海岛施工机具条件有限,施工、安装困难重重。因此,海岛光伏发电系统建设方案要综合考虑运输、安装、工艺所需配套的设施设备,装置应尽可能实现小型化、组装化,单体设备最大重量不宜超过1t,确保既能满足设计需要,又便于施工、安装。系统设计要实现“傻瓜”化、模块化。
岛上的人员往往专业技术力量有限,只能从事日常简单操作,对设备的检修维护较为困难。系统设计要尽量提高灵活性、可靠性和维修互换性。建议故障后直接更换模块维持运行,减少使用维护技术复杂、难度大的设备,优先选用可靠性高、维护简单的设备。