中國儲能網(wǎng)訊：10月26日，在北京西國貿(mào)大酒店的2018中國分布式儲能峰會，中國電力科學(xué)研究院配電所主任吳鳴作了“儲能支撐分布式能源及微電網(wǎng)發(fā)展”主題報告，以下為演講全文。
很高興參加今天這個會議，接到北極星邀請今天和大家分享一下我們2018年最新的研究成果，我本人來自中國電科院微電網(wǎng)研究室，我們目前國網(wǎng)公司和上海也成立了一個國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，一個新的單位，微電網(wǎng)研究室正式更名為研究中心，今天很高興跟大家分享一下我們最新的研究成果，包括三個主要部分：
第一，目前分布式電源的發(fā)展。隨著十八大、十九大以來，我們國家發(fā)改委、能源局的政策相對來說更集中、一致了，在新能源開發(fā)格局上，輸電、配電大量新能源的發(fā)展，已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，習(xí)總書記也提出了四方面的革命，四個能源體制和一個合作，都在促進(jìn)新能源和儲能的快速發(fā)展，這些年我們團(tuán)隊(duì)也在分布式并網(wǎng)、微電網(wǎng)方面做了一些工作。
針對大規(guī)模分布式發(fā)電進(jìn)入配網(wǎng)的問題，針對大規(guī)模分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)帶來的諸多問題，在眾多解決方案中，集中或分散的配置一定容量單一或混合儲能，是對光伏間歇性進(jìn)行多時間尺度平抑、改善電能質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益最直接的手段。這些方案做了以后有很多成功的案例，也有很多隱患，包括電網(wǎng)之間的互動和控制問題，也在逐漸的產(chǎn)生，儲能并不是在電網(wǎng)里面裝塊電池就可以了，很多還有復(fù)雜的多層次的控制問題。這個里面存在著儲能接入以后，其實(shí)儲能在我們國家的研究里面，分布式儲能和微電網(wǎng)一直都是相輔相成的，我們中國的微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)一直和分布式化學(xué)儲能是緊緊綁在一起的，因?yàn)椴幌衩绹蜌W洲他們用燃?xì)馊?lián)供來作為主供電源，中國80%的微電網(wǎng)工程都是用鋰電池或者其他的化學(xué)電池構(gòu)成電壓源，這個基礎(chǔ)上配風(fēng)光的發(fā)展，中國的微電網(wǎng)模式和儲能是密不可分的，無論是示范工程還是國網(wǎng)、南網(wǎng)大家會有認(rèn)識。
微電網(wǎng)的發(fā)展，目前我們對微電網(wǎng)的認(rèn)識或者說國家能源局對微電網(wǎng)的概念也逐漸在明確，也與這兩大電網(wǎng)公司達(dá)成了基本的共識，就是微型、自治、清潔、友好，電壓等級一般在35千伏及以下。對于我而言，雖然我來自國家電網(wǎng)公司，我認(rèn)為微電網(wǎng)的發(fā)展不應(yīng)該太高， 這種提法其實(shí)并不利于分布式儲能和微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為什么呢？因?yàn)楦唠妷旱燃壱院蟾嗟木蜁恍┨馗邏簡栴}以后，反而不利于我們微電網(wǎng)技術(shù)的聚焦了能力，所以我們認(rèn)為放在35千伏及以下是比較合理的規(guī)模、也是比較合適的電壓等級，可以讓我們把更多的精力放在10兆瓦、百兆瓦以下的儲能和微電網(wǎng)配置上，這樣他的能力相對來說就比較好實(shí)現(xiàn)。當(dāng)時能源局說微電網(wǎng)100V，什么概念？除了一些大城市以外，總不能一個城市就是一個微電網(wǎng)吧，我們在座還有很多配網(wǎng)專家，不利于儲能和微電網(wǎng)的發(fā)展。第二個自治，所謂的自治，我們都知道這個系統(tǒng)肯定不大，采用自治化的系統(tǒng)，然后清潔、友好，友好這里面和儲能相關(guān)，你既然友好，對上對電網(wǎng)要負(fù)責(zé)，對下要對負(fù)荷負(fù)責(zé)，同時，跟你相關(guān)的分布式電源也有一定的能力，這里面儲能的作用是完全分不開的。
這個地方分析一下微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別。我們微電網(wǎng)的滲透率相對比較多，微電網(wǎng)里面光伏、風(fēng)電或者燃料電池都是電力電子方向，穩(wěn)定特性其實(shí)也離不開儲能，同時過載能力比較強(qiáng)，因?yàn)槎际请娏﹄娮拥模托枰泳?xì)化的控制，更加精細(xì)化控制的基礎(chǔ)也是我們儲能的背景，為電力電子的架構(gòu)還有電力質(zhì)量的問題，這就是我們微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別。
微電網(wǎng)的重要性作用六大，最大程度接納分布式電源，節(jié)能降耗，提高能效，解決無電地區(qū)供電等等。應(yīng)該說微電網(wǎng)技術(shù)保證儲能，這幾年在我們國家還是比較成熟的，舉個例子，在四川兩任政府的總理都親臨過災(zāi)區(qū)進(jìn)行抗災(zāi)，地震以后同樣，據(jù)說兩任總理都是下午三四點(diǎn)鐘的時候從北京趕到了災(zāi)區(qū)，但是當(dāng)李克強(qiáng)總理到當(dāng)時的四川災(zāi)區(qū)的時候，下午4點(diǎn)多，去帳篷開會，他開完會出來的時候7點(diǎn)多，整個縣城已經(jīng)華燈初放了，為什么？經(jīng)過發(fā)展，儲能集裝箱的主網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)很成熟了，為這個總理表揚(yáng)了他們，因?yàn)閮H僅3個小時電網(wǎng)就恢復(fù)了，說明我們國家在配網(wǎng)、微電網(wǎng)的分布式電源技術(shù)發(fā)展還是很快的。
這是微電網(wǎng)的控制架構(gòu)，包括風(fēng)光儲、調(diào)度等這個技術(shù)我們已經(jīng)做的很成熟，這個地方我想講一下時間尺度，跟儲能很有關(guān)系。在設(shè)備層，我們最近也在反復(fù)的研究，有段時間我們有一種叫復(fù)合儲能，化學(xué)電池和超級電容或者鉛炭鉛酸和超級電容，有一段時間大家認(rèn)為復(fù)合儲能是偽命題，隨著現(xiàn)在直流技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在國網(wǎng)公司也做了很多直流配電工程，把儲能通過DC/DC直接簡單的劃在這個補(bǔ)貼，發(fā)現(xiàn)這個時間尺度又不一樣了，如果想保持一個直流補(bǔ)貼，超級電容的優(yōu)勢還是能夠更加明顯一點(diǎn)，儲能的特性，隨著我們電網(wǎng)需求的變化，其實(shí)市場潛力也在變化。有一段時間我們建微電網(wǎng)不再買超級電容了，那個花錢貴、能量密度又低，現(xiàn)在超級電容成為標(biāo)配，配的不大，但是可以快速的平抑，又能夠延長我們鉛炭的壽命，又成了新的模式。同時，也能把鉛酸、鉛炭、鋰電配置的更加合理一些，這個時間尺度、電網(wǎng)形態(tài)變化。
到了控制級，到了小時級、分鐘級、秒級以后，能量管理層面，可能大量的鋰電，大量的我們其他常規(guī)的電池，開展更好的用途。再往上到能量管理的時候，我們的壓縮空氣儲能或者其他項(xiàng)目里面發(fā)揮作用。隨著微電網(wǎng)形態(tài)和配網(wǎng)形態(tài)的發(fā)展，我們對儲能的需求也是在變化，如果說未來電動汽車快速發(fā)展，不管電動汽車?yán)锩娴碾娫词鞘裁矗瑢﹄娋W(wǎng)的需求肯定是增大的，這個時候?qū)ξ覀冸娋W(wǎng)形態(tài)肯定是很大的沖擊，因?yàn)槲覀円ＷC的是怎么樣實(shí)現(xiàn)區(qū)域能量的快速平衡和功率的沖擊，因?yàn)檫@個地方可以做個測算，在一個小區(qū)里面裝一臺慢充樁，當(dāng)他充電的時候相當(dāng)于小區(qū)居民一家一戶居民的用電瞬時全部打開，如果開一臺30千瓦的快充樁相當(dāng)于這個小區(qū)里5戶居民的電同時打開，如果打開120千瓦的快充樁，相當(dāng)于這個小區(qū)里面6層用戶所有的負(fù)荷空調(diào)全部打開，對小區(qū)的沖擊很顯然是很大的。你想想大家用電動汽車的用電習(xí)性基本上一致，因?yàn)榇蠹疑习嘞掳鄷r間基本上一致，如果快充樁在小區(qū)里有5臺，小區(qū)的電壓能力肯定是不夠的，我們在小區(qū)的配置里的儲能配置就成了非常迫切的問題。因?yàn)橛脩魝?cè)也不會投資大容量把電網(wǎng)提升一倍，這是很難的，這時候小時級的優(yōu)化跟不同層級的儲能之間未來場景也會促進(jìn)新的儲能需求。
儲能加電網(wǎng)，在配網(wǎng)里面這些功能，在微電網(wǎng)里面可能未來新的狀態(tài)、新的場景我們儲能應(yīng)用模式會有新的變化，因?yàn)橛袘?yīng)用模式才能創(chuàng)造新的商業(yè)模式，如果沒有應(yīng)用模式空談商業(yè)模式其實(shí)是很難的。儲能技術(shù)在微電網(wǎng)中，這個地方不想講，因?yàn)樵谧鶑S家都知道應(yīng)用，包括間歇性能源的接納，包括在孤島里面的能力是怎么實(shí)現(xiàn)的，提高電壓、控制模式。
我們最近有一些項(xiàng)目，最近儲能項(xiàng)目我發(fā)現(xiàn)今年變化很大，其實(shí)以前一些儲能技術(shù)，以前我們研究過，包括超導(dǎo)以前研究過，也有過定型的解讀怎么用，隨著需求開始以后各種儲能基本上發(fā)生了新的變化，也有新的產(chǎn)業(yè)或者應(yīng)用的技術(shù)。
這個是包括提高電能的利用效率，隨著我們配售電市場的放開，電能儲存的機(jī)會。
這是綜合儲能我們做的一個蒙東項(xiàng)目，這里面通過優(yōu)化輔助的模式，110戶居民，只配了50千瓦的儲能，已經(jīng)用了8年了，這個項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行了8年，這個項(xiàng)目法國電網(wǎng)公司、澳大利亞電網(wǎng)公司還引進(jìn)這個微電網(wǎng)技術(shù)，這里面核心技術(shù)就是一塊50千瓦時的儲能。這是整個架構(gòu)，當(dāng)時儲能比較貴，農(nóng)村不可能買大規(guī)模的儲能，我們在最合理的地方配置一塊電池，保證了整個電網(wǎng)的運(yùn)行，整個村是100戶的居民。所以說這個微電網(wǎng)在我們國家微電網(wǎng)歷史上是比較有名的微電網(wǎng)，但是這個微電網(wǎng)也離不開儲能，其實(shí)我們所有的微電網(wǎng)都跟化學(xué)電池儲能分不開的，這是我們國家的特性，因?yàn)槲覀儑姨烊粴?，因?yàn)槲覀冋咛匦?，我們的燃?xì)夂碗娋W(wǎng)結(jié)合不是很緊，所以我們的微電網(wǎng)儲能都是我們的電化學(xué)儲能。
這個是以儲能為核心的電網(wǎng)模式。
我可以給大家分析一下，我們國家微電網(wǎng)的發(fā)展歷程，跟我們儲能的容量規(guī)模是非常一致的，這里面所有的微電網(wǎng)都是我們參與設(shè)計或者比較知名的微電網(wǎng)工程，所有的微電網(wǎng)里面都有電化學(xué)儲能，所有的微電網(wǎng)，熟悉微電網(wǎng)的大家如雷貫耳的一些微電網(wǎng)項(xiàng)目，包括浙江的微等都是很有名的，伴隨這條曲線也是我們國家在儲能的產(chǎn)線上電網(wǎng)里面用的基本上也是這個曲線。
我是做微電網(wǎng)的，2014年以后兩大電網(wǎng)公司基本上不投微電網(wǎng)了，因?yàn)閮纱箅娋W(wǎng)公司基本上把基礎(chǔ)都掌握了。到了2015年以后民間資本在電網(wǎng)公司的一些支持下開始有些微電網(wǎng)，2016年、2017年，尤其今年，很多廠家，包括在座的，我們開始走向國外去做海外的微電網(wǎng)模式，大家經(jīng)常說的，比如說我們一些亞洲的海島，比如說我們非洲的通信系統(tǒng)，還有甚至到南美，昨天巴西電網(wǎng)公司還到我們這里來跟我們談，將近4千萬的微電網(wǎng)工程，基本上中國的微電網(wǎng)和中國的儲能，當(dāng)然在座的肯定更多的走向世界了，只要是中國輸出的微電網(wǎng)，一定是配電化學(xué)儲能的，很少是說跟當(dāng)?shù)靥烊粴饨Y(jié)合的，因?yàn)槟壳叭細(xì)夂碗娋W(wǎng)不同的技術(shù)，在中國還停留在大學(xué)研究的模型里面，這就是我們的現(xiàn)狀，所以說中國的儲能微電網(wǎng)一直是相輔相成的。
未來的發(fā)展趨勢，以前大家看到這個變化，以前的微電網(wǎng)我們講分布式發(fā)電、儲能、多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供，未來包括儲熱、云儲能，最新的報道是云儲能，其實(shí)云儲能和需電廠有點(diǎn)像，把分布在更廣泛區(qū)域內(nèi)的儲能，通過能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或者能源互聯(lián)網(wǎng)理念連接起來，跟電網(wǎng)形成更好的互動關(guān)系或者形成更好的交換電站的平臺，可能是未來發(fā)展的趨勢。因?yàn)槲磥淼呐潆娋W(wǎng)也好或者我們的電網(wǎng)也好，互動性肯定會進(jìn)一步的加強(qiáng)，但是這里面伴隨著電力基礎(chǔ)的發(fā)展，儲能會成為逐漸逐漸發(fā)展的跟電網(wǎng)進(jìn)一步緊密結(jié)合的一個不可或缺的因素。
講一講虛擬同步發(fā)電機(jī)。為什么講這個呢？我們以前都做逆變器，就是光伏板接上以后跟電路板一并聯(lián)，現(xiàn)在做同步機(jī)，我們要把傳統(tǒng)的無慣性的變成以前的同步機(jī)一樣的裝置，跟電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時的互動，這個其實(shí)很重要，為什么？他為什么能夠跟電網(wǎng)實(shí)時互動？因?yàn)樗幸欢ǖ哪芰績Υ姝h(huán)節(jié)，因?yàn)樗袃δ苣K。這項(xiàng)技術(shù)對儲能而言，他是真正的把發(fā)電裝置從本質(zhì)上就跟電池融為一體了，未來這也是我們比較主推的一項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)樗彩俏磥黼娏﹄娮踊蛘吖虘B(tài)化微電網(wǎng)的一個模式，以后的微電網(wǎng)未必要去買一臺光伏逆變器、買一臺PCS、控制終端、能量管理、做微電網(wǎng)。這個裝置就是把、源、荷、儲變成一個，把所有的IGBT器件綜合處置，把儲能融入到里面，我覺得這個是未來發(fā)展的一個方向，至少對我們微電網(wǎng)而言能降低成本40%以上，建同樣規(guī)模的微電網(wǎng)，采用別的技術(shù)可能100萬，如果采用這個基礎(chǔ)可能60萬。
后面講一下臺區(qū)微電網(wǎng)，我們未來的配網(wǎng)里面一定都是有儲能的，所謂的低壓臺區(qū)可能就是微電網(wǎng)的性質(zhì)，時間關(guān)系這里不展開講了。未來的配網(wǎng)里面含有儲能以后一定是變成一個調(diào)節(jié)型很好的配網(wǎng)，分三層：第一層是自治，臺區(qū)內(nèi)最大化的分布吸收能源。第二層是可以協(xié)調(diào)，因?yàn)槲疫@里面有各種各樣的微電網(wǎng)和儲能有關(guān)，這是未來發(fā)展的模式。第三層是更大范圍的優(yōu)化。
未來的儲能和微電網(wǎng)的發(fā)展一定有這幾個，最關(guān)鍵的還是設(shè)計，就是模式，商業(yè)模式、控制模式的設(shè)計，有一些商業(yè)裝置，通過復(fù)雜的子化的接口，變成安全可靠、高效智能、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，可能是未來發(fā)展的方向。
這就是虛擬同步機(jī)，這個一定是未來發(fā)展的顛覆性技術(shù)，我們現(xiàn)在經(jīng)過兩年研究也意識到，電力電子化和硬件軟件化、軟件模塊化、模塊APP化，一定是未來發(fā)展的一個趨勢，因?yàn)樗芙档统杀?，而且能夠跟能源互?lián)網(wǎng)更加緊密的結(jié)合。
這里面包括一些即插即用功能，就是我們電力電子技術(shù)以后發(fā)展的方向。
能量路由器，它末端能替代微電網(wǎng)就可以了，實(shí)現(xiàn)交換，是集約化的發(fā)展方式。
就說這么多。謝謝大家！
