江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司  能源互聯(lián)網(wǎng)概念是在李克強總理提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+行動計劃”的基礎上逐漸形成的。“能源互聯(lián)網(wǎng)的提出，對于能源革命具有重要的工具性意義，可以推動我國能源結構優(yōu)化調(diào)整、可以促進新型能源系統(tǒng)的發(fā)展。新型能源系統(tǒng)將以電力系統(tǒng)為核心與紐帶，多類型能源網(wǎng)絡和運輸網(wǎng)絡高度整合，各個參與主體既是‘生產(chǎn)者’，又是‘消費者’，這將促進新能源更加迅速，更加便捷地加入到能源互聯(lián)網(wǎng)中。”華北電力大學人文學院副院長、北京能源發(fā)展研究基地主任王偉告訴記者。

能源互聯(lián)網(wǎng)背景下微電網(wǎng)帶來的新機遇

如果說，政策助力是讓新能源在能源互聯(lián)網(wǎng)大背景下發(fā)揮作用的“軟件”，那么微電網(wǎng)或許就是新能源所需要的“硬件”。今年9月，國家能源局新能源司副司長梁志鵬透露，國家能源局正通過三項工作推動新能源微電網(wǎng)發(fā)展：一是啟動新能源微電網(wǎng)的示范項目建設;二是完善新能源微電網(wǎng)規(guī)劃和標準體系;三是研究出臺支持新能源微電網(wǎng)的政策。

但是，電力行業(yè)皆知，獨立微電網(wǎng)若沒有能源儲存系統(tǒng)，可再生能源占總發(fā)電來源比率最高只能達到四成。對于微電網(wǎng)而言，選擇正確的可再生能源組合策略相當重要，若是整合不佳，將會導致系統(tǒng)出現(xiàn)頻率與電壓變化，并需要柴油發(fā)電機不時開開停停，因而需要許多柴油發(fā)電備轉容量，結果反而變得依賴柴油。

王偉介紹，目前微電網(wǎng)技術已經(jīng)有了新的突破，ABB今年9月參與舉辦于巴塞羅那的全球微電網(wǎng)創(chuàng)新論壇時表示，只要加上自動化系統(tǒng)輔助，獨立微電網(wǎng)的可再生能源最高比率可達五成，不需要能源儲存系統(tǒng)的輔助。

受訪專家和企業(yè)均認為，綠能寶也好，家庭光伏系統(tǒng)也好，還是光伏農(nóng)業(yè)創(chuàng)客空間，這些想法在能源互聯(lián)網(wǎng)化的大背景下，能帶來新的商機，但都只停留在嘗試的階段，若要惠及大眾，達到理想的生態(tài)和經(jīng)濟效益，還需要政策和技術的“保駕護航”。

智能微電網(wǎng)的運行優(yōu)化以最小的代價換取最大的收益

優(yōu)化微電網(wǎng)運行的必要性，第一大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電的突出問題，并網(wǎng)和消納困難，棄風棄光嚴重，市場機制和管理體系僵化。這個是存在主要的問題。如果說我要發(fā)展微電網(wǎng)，就地消納，損耗小，配電靈活，多能源互補性強，可推廣需求側管理等互動用能理念，給用戶帶來更好的收益。

如何提高運行的優(yōu)化，建立微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，包括對微電源，儲能系統(tǒng)，負荷，以及控制裝置進行適當?shù)呐渲煤蛢?yōu)化。這個說明外部電網(wǎng)和智能微電網(wǎng)之間的一些關系，通過能量調(diào)度優(yōu)化對負荷，可再生能源，儲能進行檢測和管理，實現(xiàn)智能微電網(wǎng)運行優(yōu)化，我們可以對能量因為管理，從而達到運行的效果。主要為用戶減少運行成本，增加效益。戶用智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的結構及特點，這個實驗室建設了10MW光伏28.8KW.H儲能的微電網(wǎng)系統(tǒng)。在未來5到10年居民用電80%將會自己自主，這種自己自主主要是來自光伏儲能微電網(wǎng)的運用。如果光伏和儲能瓶頸出現(xiàn)了，這個10年的期限很快就可以突破。

在光伏儲能微電網(wǎng)結構，包括光伏陣列，并網(wǎng)逆變器，用電負載，蓄電池組，雙向逆變器等等，這個就是我們研究的背景。這個系統(tǒng)有什么特點?就是能量管理和協(xié)調(diào)控制是我們需要做的。還有交直流雙向能量流動，我們既可以并網(wǎng)，也可以獨立運行，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊一些監(jiān)控。我們看一下影響光伏儲能系統(tǒng)經(jīng)濟運行因素有哪些。

一個是光伏發(fā)電系統(tǒng)隨機性大，不受人工調(diào)度，第二分時電價政策使微電網(wǎng)根據(jù)電價變化調(diào)整用電策略，第三負荷的接入和切除具有隨機性，不能正確預測這個我們展示了光伏發(fā)電不穩(wěn)定性，這個是分析變化的曲線，不但受光照影響，而且會受溫度的影響?，F(xiàn)在有的企業(yè)做了專利，利用光熱，水冷，而且對電池板進行冷卻，冷卻完了以后，熱水同時進行熱發(fā)電，就是綜合利用，目的也是提高效率。一個是進行最大功率跟蹤，第二個優(yōu)先使用光伏為負載供電，第三剩余電量用蓄電池儲存，可以進一步提高經(jīng)濟效益。

分時定價策略，為了鼓勵節(jié)約用電，把一天24小時分成幾個不同的段，不同段有不同的電價。在晚上或者是中午比較熱的時候，用電比較大的時候，電就比較夠。如果光伏發(fā)電用不了，可以賣到網(wǎng)上，提高收益。在低谷期，我們可以蓄電池充電，高峰期賣出去，利用差價給用戶提高收益。這一塊比較低，這一塊就比較高了。符合的用電量比較大。這條曲線就變得比較曲線了。通過調(diào)度可控單元，蓄電池來實現(xiàn)填補。蓄電池的壽命，使用期限一個是充放電次數(shù)，重放深度，充放電的功率，因為現(xiàn)在來講，這個蓄電池價格還是比較高的。如何控制和優(yōu)化這些參數(shù)，這個是做的主要工作。

為了實現(xiàn)微電網(wǎng)經(jīng)濟優(yōu)化，我們建了一些數(shù)學模型，包括蓄電池折舊成本，電網(wǎng)購電成本，淡忘售電車收益，設備運行維護成本。同用戶收益來講，沒有這些目標約束的話，收益是無窮大，但是任何目標有限制的及這個限制考慮四個問題，一個是功率平衡的問題等等，這個符合用電安全相關的。這個具體研究方案所做的一些工作，就不再用了。

我們采用了將光伏出力與用電負荷視做區(qū)間數(shù)，不需要其準確的概率分布，可實施性強。這個是我們建立了一些模型。

這個就是我們針對兩種不同的情況，蓄電池更換價格，現(xiàn)在比較好一點，就是2.4萬，另外一種是一萬多一點，這個給了不同的曲線。這幅圖谷期電價時期利用電網(wǎng)為蓄電池充電，紅線是電價，在谷期電價時期利用電網(wǎng)為蓄電池充電，由于蓄電池折舊成本較高，蓄電池并未充滿，因為充滿會對壽命造成很大的影響。到這個就是利用一個模型所獲得的一些結果，這個利用不確定模型獲得的結果，考慮中午用電不確定性，我在這里做了一些示范調(diào)整。更多是用不確定性的變化。以每度電大概花費到底要多少錢所得的結果，所以它的優(yōu)化是零，實際的調(diào)度和實際的情況沒有差別的。我們考慮施繼興，考慮不確定性的情況，他們一定的差別。但是它更加適合于現(xiàn)實的情況，因為現(xiàn)實不管是符合用電還好，還是光伏發(fā)電也好，都是變化的。我們給它一個范圍，你只要在范圍變化，這個情況都是適用的。

探討能源互聯(lián)網(wǎng)中直流微電網(wǎng)的商業(yè)模式

很多人問是不是直流微電網(wǎng)很好?但是任何一個國家電網(wǎng)都是交流的，所有的設備的交流，這樣一個直流微電網(wǎng)怎么推廣?第一個建立直流微電網(wǎng)孤網(wǎng)系統(tǒng)，第二個直流微電網(wǎng)與某項具體應用相結合。目前來說市面上已經(jīng)出現(xiàn)了類似的產(chǎn)品，小米插板，一個插板有自帶5伏的USB接口，這個是交直流微電網(wǎng)的出現(xiàn)。在未來的時間，我們認為配電問肯定變成直流配電網(wǎng)，但是目前來說直流配電網(wǎng)發(fā)展肯定要經(jīng)過一個過程，采用農(nóng)村包圍城市在一些具體的運用做一些直流的改造，慢慢把直流系統(tǒng)進行發(fā)展。

第一個是直流微電網(wǎng)系統(tǒng)，Emergealliaece為是一家位于美國加利福尼亞的企業(yè)，其較早就提出直流微電網(wǎng)的概念，2014年7月的報道表示，美國這家公司巡捕，將開始與當?shù)亟M織合作，旨在把直流微電網(wǎng)的益處帶到亞國家。日本電信巨頭公司也2014年8月7日宣布，計劃將太陽能發(fā)電系統(tǒng)等可再生能源所發(fā)電力，，以直流方式直接接入智能電網(wǎng)，提供高壓直流供電系統(tǒng)一站式服務?，F(xiàn)在也是基于光伏的隧道照明系統(tǒng)，直接把那樣一個隧道做成微電網(wǎng)系統(tǒng)，它又是一個孤網(wǎng)系統(tǒng)，為什么不直接做成直流微電網(wǎng)。

第二個是直流數(shù)據(jù)中心，近年來，隨著數(shù)據(jù)量爆炸式增長，作為這些互聯(lián)網(wǎng)應用服務載體的數(shù)據(jù)中心如雨后春筍般的不斷增加，2014年數(shù)據(jù)中心耗電占全國用電量的1.58%，中國電信集團數(shù)據(jù)顯示，截至2012年6月底，中國電信全用直流電源系統(tǒng)數(shù)已達到450個，直流總容量超過240KA，功率為70000KW，對于直流數(shù)據(jù)中心，光伏系統(tǒng)發(fā)出的電能可以直接采用直流方式并直流穆線，大幅提高系統(tǒng)效率!所以它整套系統(tǒng)也是直流微電網(wǎng)，完全可以把光伏發(fā)的電以直流的方式入到電網(wǎng)里面。

這個是船用直流同，ABB船載直流電網(wǎng)在2011年5月推出，是一項振興直流技術應用的電力業(yè)績忙按，可以為各類傳播提供高效配電和電力推進系統(tǒng)，它為采用低壓線路的船只設計。2這個是我們和業(yè)界一些朋友以后，認為是可行的方案，就是直流LED改造，在寫的樓，城市綜合體，購物中心等場合，用30%到50%的電能被照明系統(tǒng)消耗。直流LED改造可以提高系統(tǒng)發(fā)電效率94%提高到98%，提高系統(tǒng)用電效率，從90%可以提高到96%，負載穩(wěn)定，利于微電網(wǎng)系統(tǒng)平穩(wěn)工作，直流微電網(wǎng)可以進行孤彈運行，提高用電安全性，從而提高了自身充電安全可靠性。LED光源在同樣的亮度下，其耗電量只是白熾燈的十分之一，但壽命是白熾燈的50倍。這個還沒有把而LED自身所節(jié)省的能源機損在內(nèi)。

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