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歐洲:把海上風電北非太陽能融入電網

作者: 來源:綜合報道 發(fā)布時間:2012-07-02 瀏覽:
     中國儲能網訊:“最近,歐盟有關圓桌會議進一步明確要求依靠智能電網技術將大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能電融入歐洲電網,實現(xiàn)可再生能源的跳躍式發(fā)展。”歐盟經濟和社會委員會官員法爾克告訴記者。
 
    法爾克表示,實現(xiàn)電力供應與需求的互動、協(xié)調,最大限度發(fā)揮現(xiàn)有電力系統(tǒng)的潛力,實現(xiàn)電力系統(tǒng)效率、可靠性以及電能質量的全面提高,并為用戶帶來經濟效益是歐洲智能電網的基本目標。然而,大量分布式微型發(fā)電裝置的并網是歐洲智能電網發(fā)展遇到的現(xiàn)實問題。
 
    歐洲議會2009年通過了促進可再生能源利用的指令,規(guī)定到2020年歐盟地區(qū)的可再生能源供應量應達到全部能源供應量的20%。而歐盟15個成員國(EU15)(2004年前歐盟的15個成員國)的可再生能源工業(yè)的目標是2020年可再生能源發(fā)電量達到總發(fā)電量的33%。在一系列能源政策的引導下,歐洲確定了分布式發(fā)電的發(fā)展方向。與之相適應的研究重點集中在動力與能源轉換設備、資源深度利用技術、智能控制和群控優(yōu)化技術以及綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術上。其中,與電網相關的研究主要針對分布式發(fā)電系統(tǒng)的電網接入研究,以及解決分布式發(fā)電與現(xiàn)有電網設施的兼容、整合和安全運行等問題。
 
    在英國,智能電網的探索方向是可再生能源發(fā)電和智能配電。英國能源公司計劃建設的8.6GW潮汐發(fā)電工程,將成為世界上最大的潮汐發(fā)電站,并計劃于2020年把利用風力發(fā)電獲得的電力直接輸入城市電網。
 
    但是,可再生能源利用存在一個突出問題,就是目前得到廣泛應用的太陽能和風能發(fā)電受氣象條件影響嚴重,供應狀況穩(wěn)定性差,氣象條件的任何變化都會立即導致發(fā)電量變化。在電力需求增加或供應下降時,電網頻率有可能發(fā)生變化。當大型風電場的風速明顯降低,或太陽能電站上空飄過一片云,電網頻率可能會下降。若頻率下降幅度達到1Hz,應急發(fā)電裝置必須立即增加供電量;若電網頻率下降幅度達到48.8Hz,歐洲電網運行管理中心必須切斷部分線路的供電,這意味著一些地區(qū)會因此停電。
 
    在英國電網中,典型的電能流向是從北向南,在低壓用戶端(電壓為400V)有一定數(shù)量的家庭使用燃氣熱電聯(lián)產機組或太陽能光伏發(fā)電裝置、風力發(fā)電裝置。雖然原來的輸電網仍然存在,但是新建的輸電網更多的是互動供電網絡?;幼≌╇娍梢詫⒆≌惺S嗟碾娏δ嫦蜉斎腚娋W,這是英國電力法中已明確規(guī)定的運行方式。因此,電網公司面臨著技術上的改進和創(chuàng)新(如需要雙向保護等),這種互動供電給電網的穩(wěn)定控制和調度造成很大困難,不但給電網技術、體系、市場、管理等方面造成影響,而且對傳統(tǒng)的供電、發(fā)電、輸電、配電也是一種挑戰(zhàn)。
 
    同時,在用電負荷側對電網穩(wěn)定運行的要求進行響應,是近年來智能家電技術發(fā)展的新課題。以冰箱為例,冰箱與電網運行管理中心之間可以進行雙向信息交換,在電網供需平衡出現(xiàn)異常時,冰箱的控制裝置會立即做出響應,根據(jù)電網頻率的變化幅度以及冰箱內各區(qū)域的溫度,在完全不耗電或低耗電模式下運行。一般情況下,只要冰箱內相應區(qū)域的溫度不高于規(guī)定范圍,壓縮機將處于停機狀態(tài)。不同家電產品的需求響應模式有所不同,目前歐洲家電企業(yè)正在積極開發(fā)這類產品。
 
    記者從歐盟經濟和社會委員會了解到,在歐洲智能電網技術課題中,家用燃氣熱電聯(lián)產裝置并網技術的發(fā)展,將促進燃氣熱電聯(lián)產裝置的普及。
 
    燃氣熱電聯(lián)產裝置的并網與太陽能光伏發(fā)電裝置的并網有相似之處,兩者均由電網末端向電網供電。燃氣熱電聯(lián)產裝置的優(yōu)點在于,供電時間和功率更易控制。利用智能電網的信息交換功能,使用者可以規(guī)定家用熱電聯(lián)產裝置向電網供電的時間和供電量。利用智能電網進行協(xié)調運行,能夠實現(xiàn)雙向的實時信息交換,更有利于提高電網的可靠性、電能質量和運行效率。
 
    目前,法國政府鼓勵家庭安裝微型發(fā)電裝置,如家用燃氣熱電聯(lián)產裝置。在利用燃料獲得電能的過程中,通常需要先將燃料的化學能轉換為熱能。按照熱力學原理,熱能不可能全部轉換為電能,發(fā)電過程必然產生副產品———熱量。熱電聯(lián)產是對發(fā)電過程中產生的兩種形式的能量———電能和熱能均加以有效利用。家用燃氣熱電聯(lián)產裝置的典型運行方式是,將燃氣轉換為動力或直接發(fā)電,同時回收利用熱能。因此,相對于大型發(fā)電設備而言,家用燃氣熱電聯(lián)產裝置的能源利用效率可以提高1倍左右。不過,目前英國家用燃氣熱電聯(lián)產裝置的安裝數(shù)量仍然很少,還沒有對英國電網運行造成明顯影響。
 
    與日本家用燃氣熱電聯(lián)產機組主要采用內燃機為原動機的做法不同,歐洲的產品則更多使用外燃發(fā)動機為原動機,以斯特林循環(huán)為主,少量采用朗肯循環(huán)。采用外燃發(fā)動機的產品可以使用的燃料種類較多,維護工作量少,不少產品在10年或10年以上的使用期內無需維修。但是,這種產品的熱電轉換效率較低,通常為15%~20%,結合熱利用措施后,一般熱利用效率約為80%。2010年,德國大眾和LichtbLick能源公司合作生產家用燃氣熱電聯(lián)產機組,該產品最突出的特點是采用了先進的煙氣冷凝熱回收技術,熱利用效率高達94%,機組的熱電轉換效率超過20%。大眾公司和LichtbLick能源公司計劃的年生產能力為1萬臺以上。
 
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關鍵字:歐洲 海上 風電

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