隨著我國可再生能源發(fā)電規(guī)??焖僭鲩L,傳統(tǒng)電網(wǎng)的弊端日漸顯現(xiàn),我國智能電網(wǎng)建設(shè)的緊迫性和重要性進一步提升。
專家認(rèn)為,我國應(yīng)做好分布式能源建設(shè)與儲能技術(shù)研發(fā)等配套工作,大力推進智能電網(wǎng)建設(shè),解決可再生能源發(fā)電并網(wǎng)的難題。在加強自在技術(shù)研發(fā)突破的同時,積極利用國際資源,借鑒先進經(jīng)驗,深化國際間的合作,共同推進我國智能電網(wǎng)建設(shè)。
可再生能源并網(wǎng)亟需智能電網(wǎng)建設(shè)提速
智能電網(wǎng),又被稱為電網(wǎng)“高速公路”,是當(dāng)今國際最前沿的新能源產(chǎn)業(yè)之一。隨著我國可再生能源發(fā)電數(shù)量的快速增長,這對傳統(tǒng)電網(wǎng)提出了挑戰(zhàn),我國智能電網(wǎng)建設(shè)亟需加速。
中國電力科學(xué)研究院超導(dǎo)電力研究所所長來小康在上海參加第四屆中國智能電網(wǎng)大會時表示,可再生能源發(fā)電如風(fēng)電、太陽能發(fā)電等波動性較大,而我國現(xiàn)有的電網(wǎng)設(shè)施利用率較低,調(diào)控峰谷差的能力較弱。隨著可再生能源發(fā)電量不斷增加,要求我國的電網(wǎng)建設(shè)不能再繼續(xù)走原來的老路,因此我國應(yīng)加強智能電網(wǎng)建設(shè)以應(yīng)對大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電的并網(wǎng)。
來小康介紹,以風(fēng)電為例,我國風(fēng)電裝機容量已處于世界首位,大規(guī)模風(fēng)電集中開發(fā)對現(xiàn)有電網(wǎng)的負(fù)荷造成了壓力。近年來不少地區(qū)出現(xiàn)脫網(wǎng)事故,有關(guān)部門不得不采取“限風(fēng)”“棄風(fēng)”的措施。
國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)證明我國局部地區(qū)的棄風(fēng)限電問題日趨嚴(yán)重。2011年度,全國風(fēng)電棄風(fēng)限電總量超過100億千瓦時,平均利用小時數(shù)大幅減少,個別省(區(qū))的利用小時數(shù)已經(jīng)下降到1600小時左右,嚴(yán)重影響了風(fēng)電場運行的經(jīng)濟性,風(fēng)電并網(wǎng)運行和消納問題已經(jīng)成為制約我國風(fēng)電持續(xù)健康發(fā)展的重要因素。
國家發(fā)展改革委能源研究所研究員王斯成說:“并網(wǎng)問題已成為新能源發(fā)展的瓶頸,需要拿出切實可行的政策,不要等各地過剩了才著急。”
據(jù)了解,除了風(fēng)電之外,太陽能發(fā)電同樣也存在著并網(wǎng)難題。近日國家能源局印發(fā)《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出,到2015年底,我國太陽能發(fā)電裝機容量達到2100萬千瓦以上,年發(fā)電量達到250億千瓦時。
可記者調(diào)查了解到,目前我國對太陽能發(fā)電并網(wǎng)的研究與檢測相對不足,如果電網(wǎng)技術(shù)不加強,很可能影響太陽能發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)的進度,進而可能影響到我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
國家電網(wǎng)相關(guān)人士介紹,近年來,雖然國家電網(wǎng)公司正在積極進行智能電網(wǎng)與新能源輸電線路建設(shè),并著手解決太陽能發(fā)電接入電網(wǎng)后的安全穩(wěn)定運行、調(diào)峰調(diào)頻、調(diào)度決策等關(guān)鍵問題,但目前還不能滿足太陽能等新能源發(fā)電大規(guī)模集中上網(wǎng)。
分布式能源建設(shè)、儲能技術(shù)研發(fā)為重要配套
針對可再生能源并網(wǎng)的難題,專家提出分布式能源建設(shè)和儲能技術(shù)的研發(fā)是我國智能電網(wǎng)建設(shè)的重要配套措施,可以大大減輕電網(wǎng)的負(fù)荷壓力。
以風(fēng)電為例,吉林省電力公司智能電網(wǎng)辦公室副主任馮利民表示,吉林省風(fēng)電資源豐富,但風(fēng)力發(fā)電幾乎沒有任何規(guī)律可循,利用起來難度較大。大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)會給電網(wǎng)頻率調(diào)整帶來困難,甚至可能惡化局部電網(wǎng)電壓水平。從分布式能源入手是解決風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的問題的一個有效切入口。
馮利民介紹,風(fēng)場建設(shè)時采取分散建設(shè),再將風(fēng)電分散接入電網(wǎng),可以提高電網(wǎng)的接納能力。同時,與集中式接入相比,也可以減低電網(wǎng)負(fù)荷的壓力。特別在農(nóng)村地區(qū),農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)相對薄弱,配電網(wǎng)供電能力不足,供電半徑過長,末端供電能力會受到較大影響。風(fēng)電分散接入還可以有效解決農(nóng)村電網(wǎng)的低電壓問題。
在太陽能發(fā)電的分布式能源建設(shè)已被提上議程。根據(jù)《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,到2015年底,我國重點在中東部地區(qū)建設(shè)與建筑結(jié)合的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),建成分布式光伏發(fā)電總裝機容量1000萬千瓦。結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù),“十二五”時期,我國將建設(shè)30個新能源微電網(wǎng)示范工程。這樣做一是電力就地消納,電量可得到充分利用;二是不用遠距離送電,節(jié)省大量投資并減少輸電損耗;三是電源分散,接入系統(tǒng)電壓等級較低。
除了建設(shè)分布式能源之外,儲能技術(shù)研發(fā)也是配合智能電網(wǎng)建設(shè),解決可再生能源發(fā)電并網(wǎng)難題的有效措施。
“儲能技術(shù)最迫切的應(yīng)用就在于風(fēng)電。”電科院專家來小康表示,大規(guī)模風(fēng)電開發(fā)帶來的脫網(wǎng)、棄風(fēng)問題讓國家出了新規(guī)定:棄風(fēng)率超過20%,當(dāng)?shù)鼐筒荒茉傩陆L(fēng)電項目。倘若通過儲能技術(shù),把風(fēng)電的傳輸從功率傳輸變?yōu)闀r間傳輸,這樣可以平滑風(fēng)電不穩(wěn)定對電力的波動。
但來小康認(rèn)為,儲能技術(shù)是全世界都在攻堅的難題,儲能技術(shù)的容量、安全性、經(jīng)濟性等問題仍需要進一步加大研發(fā)突破。目前,國家電網(wǎng)在河北省張北投資建設(shè)了集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能電站、智能變電站一體化的“風(fēng)光儲輸示范工程”,證明了一體化工程可以解決可再生能源并網(wǎng)難題的可行性,但由于電池成本高,這個項目還難以做到收支平衡。
據(jù)介紹,該項目收支平衡點需要做到電池循環(huán)使用5000次,且每千瓦時發(fā)電成本1500元。而行業(yè)內(nèi)企業(yè)人士告訴記者,按照我國目前電池技術(shù)成本要比這個平衡點高出至少一倍。
--國際合作大勢所趨
目前,智能電網(wǎng)已成為全球爭相研發(fā)的熱點。由于不同的國家地區(qū)的國情、經(jīng)濟發(fā)展特點不同,智能電網(wǎng)建設(shè)也有著各自的特色。這也有助于國際間合作與互補。
美國是智能電網(wǎng)概念最早的提出者,也是發(fā)展智能電網(wǎng)最早的實踐者,經(jīng)過多年的發(fā)展已積累了一些成功的經(jīng)驗。
美國能源部駐華辦公室主任Matin J.Schoenbauer在上海出席第四屆中國智能電網(wǎng)大會時表示希望中美企業(yè)在智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域進一步加強合作。
“中美兩國在智能電網(wǎng)建設(shè)方面有較好的互補性。”Matin表示,中國的智能電網(wǎng)建設(shè)在輸送方面比較有優(yōu)勢。而美國智能電網(wǎng)建設(shè)在配送和用戶應(yīng)用推廣等方面經(jīng)驗技術(shù)較充分。能夠針對終端用戶消費特點,綜合考慮需求、供應(yīng)平衡等提供較好的服務(wù)方案。目前美國一家企業(yè)已經(jīng)在天津建設(shè)了智能電網(wǎng)能源輔助項目,可以降低電力損耗,提高能效。
中美合資企業(yè)、安徽美能儲能系統(tǒng)有限公司工作人員告訴記者,在儲能技術(shù)方面,美國和日本有較明顯的優(yōu)勢。該公司運用美國ZBB公司第三代智能電力儲存與控制技術(shù),研發(fā)的產(chǎn)品儲能范圍從50千瓦時至5000千瓦時及以上。
中國電器工業(yè)協(xié)會智能電網(wǎng)設(shè)備工作委員會副秘書長楊獎利表示,不同國家在智能電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域的側(cè)重點不同,存在較好的互補性。以美國為例,美國在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)方面有著明顯的優(yōu)勢。其中美國的傳感器技術(shù)就是值得我國借鑒的關(guān)鍵技術(shù),這也是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)開展的時間比較早,技術(shù)比較成熟,尤其是在分布式能源領(lǐng)域、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的技術(shù)值得我國借鑒學(xué)習(xí)。
“丹麥已成為歐洲智能電網(wǎng)最大的研發(fā)基地。”丹麥王國駐上??傤I(lǐng)事館、丹麥科技創(chuàng)業(yè)中心清潔技術(shù)項目經(jīng)理林娜介紹,歐洲智能電網(wǎng)方面大約22%的研發(fā)成果都在丹麥產(chǎn)生。在丹麥廣泛分布著小型的分布式能源,有很多熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè),智能電網(wǎng)應(yīng)用廣泛。在風(fēng)電并網(wǎng)方面也有著較成熟的技術(shù)。
丹麥投資促進局投資經(jīng)理楊昕睿表示,丹麥風(fēng)電發(fā)電成本已經(jīng)可以和傳統(tǒng)能源發(fā)電成本持平,風(fēng)電企業(yè)可以實現(xiàn)較好的盈利。目前已經(jīng)有不少中國企業(yè)在丹麥投資設(shè)立風(fēng)場,設(shè)研發(fā)中心,希望中國企業(yè)和丹麥在可再生能源技術(shù)利用和智能電網(wǎng)方面開展更廣泛深入的合作。