我國新能源應用市場大規(guī)模啟動在即，智能微網(wǎng)受到來自政府、行業(yè)前所未有的關(guān)注。許洪華說：“我國在‘十二五’可再生能源發(fā)展規(guī)劃中已經(jīng)提出了于2015年建成30個新能源微網(wǎng)示范工程，盡管項目總規(guī)模不大，但意義深遠。未來我國智能微網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，目前至少有?00多個原來依靠柴油、小水電供電的住人島嶼和700多個獨立的光伏電站急需建設(shè)智能微網(wǎng)。”
“智能微網(wǎng)”辨析
近年來不斷出現(xiàn)的“智能電網(wǎng)”、“堅強智能電網(wǎng)”、“智能微電網(wǎng)”等新興詞匯，一定程度上造成了人們對智能電網(wǎng)的認識不清及混淆。事實上，智能電網(wǎng)的概念在2006年由美國率先提出，其目的是把最新的信息化、通訊、計算機控制技術(shù)和原有的輸、配電基礎(chǔ)設(shè)施高度結(jié)合，形成一個新型電網(wǎng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化，從而提高能源效率、減少對環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少輸電網(wǎng)的電能損耗。智能電網(wǎng)的建設(shè)是為了適用分布式能源發(fā)展，在用戶側(cè)興起的電網(wǎng)建設(shè)與運營模式，也被視為“第三次工業(yè)革命”的題中議。
目前，美國這一“智能電網(wǎng)”的提法逐漸得到了各國的共識，我國也不例外。但值得注意的是，美國電力市場至少擁有3000家以上的電力公司共存，與我國電網(wǎng)“大一統(tǒng)”的模式存在本質(zhì)上的差別。為區(qū)別于美國提出的“智能電網(wǎng)”，國家電網(wǎng)在其堅持發(fā)展“全國上下一張網(wǎng)、堅決發(fā)展特高壓”的背景下，提出了“堅強智能電網(wǎng)”概念——即建設(shè)從上到下的堅強的智能電網(wǎng)，同時將智能微網(wǎng)視為“大一統(tǒng)”電網(wǎng)中的一個可控單元。
但從全世界的智能微電網(wǎng)發(fā)展方向來看，我國提出的智能微電網(wǎng)的概念與世界通行的“智能電網(wǎng)”概念更為接近，因此可以看出，國網(wǎng)提出的“堅強智能電網(wǎng)”與國際上通行的“智能電網(wǎng)”在概念上存在著明顯區(qū)別。
通常情況下，可以將智能微電網(wǎng)看成是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既能與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。目前，從類型上分，智能微網(wǎng)分為聯(lián)網(wǎng)型微網(wǎng)和獨立型微網(wǎng)。其中，聯(lián)網(wǎng)型微網(wǎng)又分并網(wǎng)和獨立兩種工作運行模式。在并網(wǎng)工作模式下，智能微網(wǎng)與大電網(wǎng)中、低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，互為支撐，實現(xiàn)能量的雙向交換。在外部電網(wǎng)故障情況下，可實現(xiàn)無縫切換到獨立運行模式，滿足自身系統(tǒng)的用電需求。另一種獨立型微網(wǎng)則更加適合在海島、邊遠地區(qū)等地為用戶供電，不用考慮和常規(guī)電網(wǎng)連接，僅利用自身的分布式電源與儲能設(shè)備滿足微網(wǎng)內(nèi)負荷的需求。
新能源發(fā)展造就巨大市場
新能源應用大規(guī)模應用市場的啟動在即，各省對智能微網(wǎng)嘗試性建設(shè)的熱情高漲。盡管國內(nèi)市場目前仍面臨電力體制改革進展緩慢的問題，但地方政府試水智能微網(wǎng)建設(shè)的熱情依舊不退。也正是通過政府、行業(yè)、企業(yè)多方努力，目前，國內(nèi)智能微電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)取得了里程碑式的進展。
以剛剛建成、年底準備投產(chǎn)運營的新疆吐魯番新能源城市微電網(wǎng)示范項目為例，這一項目在獲得國家發(fā)改委、國家能源局和國家電監(jiān)會三部委的聯(lián)合批復下得以順利開展，不僅是我國首個大型微電網(wǎng)示范工程，也是目前國內(nèi)規(guī)模最大、涉及用戶范圍最廣、技術(shù)整合最全面的微電網(wǎng)項目。目前，該項目裝機容量13.4兆瓦，可以為吐魯番新區(qū)7千余戶家庭、2萬多居民提供優(yōu)質(zhì)電能，同時實現(xiàn)利用鋪設(shè)在建筑屋頂?shù)墓夥M件發(fā)電并直接供給用戶、汽車充電站，富余電量上地區(qū)電網(wǎng)；在光伏發(fā)電電量不足時，由地區(qū)電網(wǎng)向微電網(wǎng)用戶供電。該項目對我國啟動智能微網(wǎng)建設(shè)具有重大意義，在結(jié)合光伏、儲能、用戶和高級控制理念和建設(shè)運營方式的基礎(chǔ)上，為社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展、能源的可持續(xù)利用提供借鑒。
另一個具有代表性的智能微網(wǎng)項目落戶中新天津生態(tài)城。生態(tài)城的智能微網(wǎng)系統(tǒng)以30千瓦光伏發(fā)電和6千瓦風力發(fā)電作為分布式電源，采用15千瓦×4小時的鋰離子電池作為儲能設(shè)施，以照明和電動汽車充電樁等15千瓦負荷作為微網(wǎng)負荷，配以監(jiān)控設(shè)備也構(gòu)成了低壓交流智能微網(wǎng)。根據(jù)中新天津生態(tài)城總體規(guī)劃要求，該項目區(qū)域內(nèi)可再生能源利用比例將不低于20%，該項目的風力發(fā)電、太陽能發(fā)電及生物質(zhì)能發(fā)電三種可再生能源總裝機容量將達到175兆瓦，建成后，預計年發(fā)電量為3.9億千瓦時左右，可以滿足約13萬戶普通家庭的用電需求。
對此，許洪華說：“當前我國面臨著供電緊張與節(jié)能減排巨大壓力，這為智能微網(wǎng)建設(shè)創(chuàng)造了發(fā)展機遇，同時光伏、風電技術(shù)進步和成本下降，也為智能微網(wǎng)建設(shè)提供了前提條件；隨著智能電網(wǎng)及未來電力市場的演進以及可再生能源發(fā)電激勵政策的實施與完善，不僅為智能微網(wǎng)建設(shè)打開了市場空間，也為其提供了政策準備。目前，從實際效果來看，新能源微網(wǎng)示范工程對提高供電質(zhì)量起到很大作用，降低電網(wǎng)損耗的同時也可實現(xiàn)多能互補、梯級利用，未來市場前景將非常廣闊。”
政策瓶頸阻礙現(xiàn)代電力市場建設(shè)
毋庸置疑，智能微網(wǎng)是世界各國未來電力市場一個重要的發(fā)展方向，但我國行業(yè)內(nèi)對智能微網(wǎng)在國內(nèi)的推廣進程深懷憂慮。
“智能微電網(wǎng)在西方可以蓬勃發(fā)展，但是在中國絕非易事。”這一觀點成為當前行業(yè)內(nèi)普遍共識。
這一憂慮主要因為國內(nèi)現(xiàn)行的《電力法》難以獲得實質(zhì)改變。“推動國內(nèi)智能微網(wǎng)發(fā)展，政策扶持至關(guān)重要，但在現(xiàn)行的《電力法》環(huán)境下，智能微網(wǎng)建設(shè)面臨難以獲得獨立電力生產(chǎn)商身份的尷尬，也要面臨當?shù)嘏潆姽彩聵I(yè)公司或運營商是否允許并網(wǎng)的問題。另外，當前智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)成本還高于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，當主網(wǎng)缺電時，智能微網(wǎng)減少負荷向主網(wǎng)售電的情況下，政策是否給予智能微網(wǎng)售電以分時定價、凈計量、調(diào)整上網(wǎng)電價等方面的激勵措施，也是智能微網(wǎng)能否得以大發(fā)展的關(guān)鍵因素。”業(yè)內(nèi)專家在接受本報記者采訪時表示，“近幾年，西方國家在智能電網(wǎng)、分布式電源方面發(fā)展迅速，與其成熟的現(xiàn)代電力市場條件不無關(guān)系。與西方相比，國內(nèi)在現(xiàn)代電力市場步伐稍顯遲緩，也沒有大力建設(shè)發(fā)展新能源的環(huán)境，卻將與發(fā)達國家同時進行第三次工業(yè)革命，智能微網(wǎng)的推廣難度是可想而知的。”
本報記者發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)推動智能微網(wǎng)建設(shè)的過程中，矛盾的焦點再次聚焦在《電力法》上，盡管國家電網(wǎng)公司在支持新能源發(fā)展的態(tài)度上發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，但《電力法》規(guī)定的“一個供電營業(yè)區(qū)內(nèi),只設(shè)立一個供電營業(yè)機構(gòu)”的相關(guān)規(guī)定與智能微網(wǎng)要求建設(shè)多個獨立電力運營商出現(xiàn)不可調(diào)和的矛盾。
業(yè)內(nèi)專家對本報記者表示：“國家電網(wǎng)對發(fā)展智能微網(wǎng)的態(tài)度是積極的，并不排斥在國內(nèi)推廣智能微電網(wǎng)，但卻希望智能微網(wǎng)由國家電網(wǎng)公司來發(fā)展，依然要將發(fā)輸配售權(quán)力掌握在自己手里，以保證電網(wǎng)企業(yè)的收益?，F(xiàn)階段，讓電網(wǎng)放手智能微網(wǎng)的建設(shè)還很困難，國內(nèi)要想建成真正的智能微網(wǎng)市場依然舉步維艱。”
上述業(yè)內(nèi)也人士表示：“真正的改革阻力并不在壟斷企業(yè)，而在政府。如果政府將電網(wǎng)企業(yè)的性質(zhì)定位準確，將其僅定位為一個提供公共服務(wù)的平臺，改變對其考核方式，我國建設(shè)現(xiàn)代電力市場的進程會順暢些。”
有分析人士指出，無論是美國提出的綠色經(jīng)濟，還是我國提出的低碳經(jīng)濟，都足以明確新能源是未來能源發(fā)展的最重要的方向，但我國新能源的發(fā)展過程也是一個社會利益再分配的過程，依然面臨著多方協(xié)調(diào)與多方博弈的不確定因素。
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我國智能微電網(wǎng)項目一覽
浙江舟山東福山島
由浙江省電力試驗研究院設(shè)計的浙江東福山島風光柴海水淡化綜合系統(tǒng)，安裝7臺單機容量30千瓦的風力發(fā)電機組、100千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)及一套50噸/天海水淡化系統(tǒng)，總裝機容量300千瓦，并裝設(shè)有蓄電池組進行調(diào)節(jié)，是目前國內(nèi)最大的離網(wǎng)型綜合微網(wǎng)系統(tǒng)。
工程提出了交直流混合微網(wǎng)，綜合考慮最大化利用可再生能源減少柴油發(fā)電，同時兼顧蓄電池使用特性最大化延長使用壽命的運行策略。
浙江溫州南麂島
由浙江省電力公司電力試驗研究院與平陽電力有限責任公司合作，將在溫州市平陽縣南麂島內(nèi)建設(shè)風能、太陽能、海洋能、柴油發(fā)電和蓄電池儲能相結(jié)合的風光柴儲“分布式發(fā)電”綜合系統(tǒng)，既解決電力供應不足問題，又保護生態(tài)環(huán)境。
2012年5月，該項目動工，項目總投資1.5億元，由10臺100千瓦風力發(fā)電機組、545千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)、30千瓦波浪能發(fā)電系統(tǒng)、300千瓦蓄電池及1600千瓦備用柴油發(fā)電機組成。該工程還要引入電動汽車儲能系統(tǒng)，將島上現(xiàn)有的燃油汽車全部換成電動汽車。其儲能電池可以利用儲能的電能向電網(wǎng)供電，減少柴油發(fā)電運行時間，也可以作為電動汽車的動力電池，使多余可再生能源得以充分利用。
南京供電公司
由浙江省電力試驗研究院設(shè)計，位于南京供電公司科技綜合樓的微網(wǎng)控制風光儲系統(tǒng)，包含50千瓦光伏發(fā)電、2×5千瓦屋頂風電、50千瓦1小時的鉛酸蓄電池儲能。
中新天津生態(tài)城
2011年9月5日，中新天津生態(tài)城智能電網(wǎng)綜合示范工程微網(wǎng)系統(tǒng)完成全部調(diào)試。
中新生態(tài)城微網(wǎng)系統(tǒng)是由智能營業(yè)廳屋頂30千瓦光伏發(fā)電、6千瓦風機發(fā)電、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、營業(yè)廳10千瓦照明及5千瓦充電樁負荷、監(jiān)控和保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。
河南財專
河南財專分布式光伏發(fā)電及微網(wǎng)控制工程是國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)微電網(wǎng)領(lǐng)域2010年唯一的試點工程，包括350千瓦光伏系統(tǒng)、200千伏安/200千瓦時儲能系統(tǒng)和微網(wǎng)控制管理系統(tǒng)，于2010年12月31日聯(lián)調(diào)成功。其中的光伏發(fā)電系統(tǒng)就是設(shè)置在7棟宿舍樓樓頂上的光伏發(fā)電板，每月可有3.6萬-4.5萬千瓦時的發(fā)電量，基本可以滿足學校7棟宿舍樓和學生食堂的日常用電。
廣東珠海
2010年12月，珠海建成國內(nèi)海島智能微電網(wǎng)。東澳島智能微電網(wǎng)項目根據(jù)海島獨特的自然條件，整合了太陽能、風能和柴油新舊能源發(fā)電單元，建設(shè)成包括1000千瓦的光伏發(fā)電、50千瓦的風力發(fā)電和蓄電池儲能系統(tǒng)在內(nèi)的分布式供電系統(tǒng)，使全島可再生能源發(fā)電比例達到 70%，海島旅游淡季更無需柴油發(fā)電。
河北承德
2011年7月9日，河北承德分布式發(fā)電/儲能及微電網(wǎng)接入控制試點建設(shè)工程進入實施階段。項目實施后，風力發(fā)電規(guī)模60千瓦、光伏發(fā)電50千瓦、儲能80千瓦/128千瓦時，將為該地區(qū)廣大農(nóng)戶提供堅強電源保障，實現(xiàn)雙電源供電，提高客戶電壓質(zhì)量。
吐魯番新能源示范區(qū)
國家能源局會同國家發(fā)改委、國家電監(jiān)會共同推動的全國首個商業(yè)化運行的微電網(wǎng)示范項目。自2010年建設(shè)至今，一期工程已基本完成，建設(shè)面積達到85萬平方米，已成為目前國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)應用最全面的太陽能利用與建筑一體化項目。
這是龍源電力建設(shè)的首個微電網(wǎng)項目、全國首個微電網(wǎng)示范工程項目，也是目前國內(nèi)裝機容量最大、涉及用戶范圍最廣的微電網(wǎng)項目，該項目屋頂光伏電站裝機容量13.4兆瓦，為近6萬名維吾爾族人民的保障性住房提供優(yōu)質(zhì)電能。
海南三沙
2012年8月28日，海南電網(wǎng)公司三沙供電局在西沙永興島正式揭牌成立。三沙市下轄西沙、中沙、南沙諸群島及海域，由260多個島、礁、沙、灘組成。永興島是南海諸島中面積最大的島嶼，目前，三沙市的用電負荷主要集中在西沙永興島，預計“十二五”最大用電負荷年均增長率56.9%，用電量年均增長率180%。
南方電網(wǎng)將以建設(shè)“智能、高效、可靠、綠色”的島嶼型多能互補微型電網(wǎng)為目標，高起點規(guī)劃永興島智能微網(wǎng)。針對三沙氣候具有“三強”（日照強、臺風強、降雨強）、“三高”（高溫、高濕、高鹽）的特點，電力設(shè)施將按高標準進行設(shè)計建設(shè)，永興島將建成以配電站和環(huán)網(wǎng)柜為網(wǎng)絡(luò)樞紐點的10千伏單環(huán)網(wǎng)主干輸電網(wǎng)絡(luò)，同時充分利用太陽能等新能源，綜合利用柴油或LNG的發(fā)電余熱實現(xiàn)冷、熱聯(lián)供，實現(xiàn)微網(wǎng)供電與供能的可持續(xù)發(fā)展，最大限度地促進能源資源綜合利用，保障三沙用電。
