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我國微電網技術走向“島礁應用” “十三五”後期將呈爆發式增長
2019-07-24 07:59:56 來源: 經濟參考報
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  面對數千海島的電運難題,經過多年的努力,我國微電網技術從“實驗室技術”走向“島礁應用”,突破性落地,並逐漸探索出一條符合我國島嶼特點的微電網建設路徑,預計“十三五”後期産業將呈爆發式增長。

  在取得全面突破和仍面臨多重難題的情況下,我國還需要通過政府引導和市場運行的雙引擎,將國家政策扶持和民營企業經驗相結合,共同深化微電網技術戰略布局,加快佔領全球微電網市場的制高點。

  數千海島電運難題實現精準突破

  我國海島數量眾多,面積大于500平方米的海島有6961個,海島電力保障是實現島嶼有人居住、值守、宣誓主權、捍衛戰略要衝的關鍵條件,但一直以來偏遠海島電力穩定是困擾駐軍用電、海事、通訊等的重大問題。

  近年來,我國啟動了大量與“微電網”密切相關項目、課題、技術攻關,包括浙江南麂島、鹿西島、東福山島微電網、江蘇連雲港車牛三島微電網等順利實施,意味著我國已經突破困擾全球海島電網運行的諸多難題。

  連雲港車牛三島距離連雲港60多公裏,2012年之前,島上中國移動、海事局、邊防駐軍均依靠柴油、太陽能、風力發電係統供電,但各自為政,電源和電網“不共享”“不交換”“不補償”,電網“不穩定”“效率低”。國家電網江蘇省電力公司啟動微電網建設項目時,中國移動10千瓦風力發電機幾乎處于癱瘓狀態,海事光伏電站也折損嚴重。通過“微電網”改造,如今30千瓦屋頂光伏、30千瓦柴油發電機和鉛碳電池儲能實現了軍事設施、通信設備、海水淡化係統以及空調、冰箱、日常照明等用電負荷需求。

  國家電網浙江省電力公司對浙江省南麂島採取風能、太陽能、柴油發電和蓄電池儲能相結合的風光柴儲分布式發電綜合係統,利用太陽能和風能,通過4套鋰電池組和2個超級電容來進行儲能,確保穩定供電的同時做到低碳、低排放。

  經過多年努力,我國微電網已經具備從“實驗室向實戰地”轉化的能力。電網浙江省電力公司、江蘇省電力公司、南方電網廣西公司等地方通過大量科研課題投入,探索出一條基于中國海洋島嶼特點的微電網建設路徑。

  江蘇電力科學院專家袁曉冬介紹,智能微電網具備“可思考的大腦”,對于全國所有“高海邊無”(高海拔、海島、邊防、無人區)地區的持續可靠用電具有重要意義:“這些突破意味著我國已經佔據全球微電網技術的前沿地段,而且佔據了微電網技術‘標準制定’的話語權。”

  微電網深度布局面臨三大難題

  盡管國家能源局等多個主管部門已經出臺了鼓勵微電網的措施,但從技術論證到産業快速發展期,仍然面臨著以下障礙:

  一是缺乏市場化運作的機制,前期投入均是按照項目課題方式運行,缺乏符合市場規律的投入成本考量模式。

  現有的示范項目基本上都是民生工程,依托于科技攻關項目而建設,缺乏商業價值論證。車牛山島微電網項目試驗性經費超過600萬元,還僅僅局限于對微電網操控項目以及一些設備採購的開支。分布式電源和配套設備成本較高依舊是制約微電網上下遊供應商、運營商實現規模化商業實踐的主要因素。盡管過去5年分布式光伏發電成本降幅超過70%,但成本仍是常規能源發電成本的兩倍左右,對政策補貼依賴度高。分布式能源的燃氣輪機、內燃機我國還很難有“進口替代”的設備,導致我國微電網的初投資和運維成本都很高。

  南方電網廣西公司技術專家坦言,缺少專門針對微電網設計的補貼機制,大量成本難以覆蓋,缺乏有效反映微電網供電可靠性、運行靈活性價值的市場體係,都是制約微電網商業化、規模化發展的重要因素。

  二是整個行業缺乏頂層設計,行業工業標準體係還不完善。

  多項涉及微電網的技術規范、運營管理、建設許可等方面的標準正逐步得以制定並發布。但總體看,我國微電網的行業標準還處在起步階段。

  多位一線微電網技術專家坦言,由于我國微電網的行業領域還缺乏明確的頂層設計,大量細節性、可操作性的技術規范,尚未出臺,導致微電網市場的巨大潛力尚未打開,更多的技術成長空間也未能實現與“電網建設”“市場規模”同時突破。

  據南方電網廣西南寧供電局計劃部主任蔣權輝介紹,光伏電源廠家並網接入係統不統一,運維中極易産生“小微電源倒送電”的安全風險,這是導致行業無法大范圍應用的重要原因。

  三是微電網分布比較分散,後期運維的人工成本高。

  綜合業內人士觀點,考慮最低化生命周期成本,對蓄電池和電力電子設備可靠性要求高,微電網設計壽命應該在20年以上;儲能逆變器要求具備集成管理多種可再生能源,支持多機並聯滿足模塊化拓展的能力;可靠、低成本的通訊方式,能夠支持即時的電源、負荷運行狀態數據的採集,方便遠程運維;對于終端用戶而言,需要更加便捷的支付方式,對于微電網運營商而言,需要統一的、清晰的交易管理和賬目管理。“這些都是迫在眉睫需要解決的問題。”

  加速佔領全球微電網市場

  業內人士建議,我國微電網島嶼應用領域取得全面突破的前提下,應通過政府引導和市場手段並行的方式,加快佔領全球微電網市場的制高點,在我國邊防要衝沿海島嶼的戰略軍事要地加快使用。

  一是從國家戰略高度,加快推動沿海島嶼微電網技術的應用和推廣。

  由于微電網規劃、設計、建設具有很強的“一島一策”“一地一策”的特性,國家應給予國家電網、南方電網等大型國有企業更多的科研類型項目支持,並將已經具備推廣能力的成熟的設計方案、産品等向更多領域推廣,通過科研項目立項、執行、驗收等方式,推動微電網在更多領域中的廣泛應用,為我國邁向“海洋強國”奠定穩定的“能源基礎”。

  二是借鑒民營企業在海外微電網建設運營方面的成功經驗,為條件適宜的海島推動微電網市場化提供重要“民間力量”。

  南方電網廣西調度中心專家建議,充分掌握民營企業在巴西、塞內加爾等國家和地區“微電網”建設和運營的成功經驗。如杭州海興電力科技股份有限公司就有海外配網資産運營,巴西子公司EPCE為巴西最大的配網公司CEMIG提供運檢服務,覆蓋155個城市的配電網絡。

  三是對沿海島礁的風光油氣等能源數據進行全面盤點,為微電網在島嶼的推廣奠定重要的“氣象數據基礎”。

  我國微電網試驗涉及不少島礁,其水文、日照等氣象數據存在缺失,大量數據通過科研項目合作的方式,從美國、歐洲、日本以及其他發達國家和地區獲取。業內人士建議,加快建立統一的沿海島礁氣象、日照、水文、潮汐、洋流數據收集、分析、研判、預測體係,這既是為微電網建設提供重要的數據支撐,也是彌補我國沿海數據不足的重要渠道。

  四是以市場化手段全力推動微電網在數千孤島中的應用。

  電力體制改革的市場放開能在短時間裏實現“爆炸式增長”的平臺就是微電網和微電網群。單靠分布式發電或者儲能只是一種能量的調度或者生産形式,不能構成收益平臺,而微電網或者微電網群能夠更好實現運營優化管理,是最基礎的基礎平臺和裝備平臺。因此宜盡快將微電網建設提到國家的戰略日程,在孤島上加快推廣應用。(記者 何豐倫 麥淩寒)

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【糾錯】 責任編輯: 劉陽
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