时间: 2024-01-25 22:52:23 | 作者: 半岛全站
随着科学技术的慢慢的提升和电力人的不懈努力,广州电网的供电可靠性已可与国际接轨。像高端制造业、政府机关、医疗机构等重要用户一般均配备双电源,在电网发生一般性故障时,主供电回路能够最终靠自动重合闸消除瞬时性故障恢复供电,重合失败时能够最终靠备自投装置跳通备用供电回路来恢复供电。如图1所示,不同重要客户对停电的恢复时间不一样,往往煤矿、化工等重要用户对供电可靠性要求更高,在外部电网出现故障时需要有一百毫秒级的响应时间,并且要具有周级别的持续供电能力,否则有可能造成企业重大经济损失、社会秩序紊乱及群众生命安全。
组成及类型。微电网是小型发配用电系统,由分布式电源、用电负荷、储能系统、配电设施、监控和保护设施等组成。微电网分为并网型微电网和独立型微电网,并网型微电网一般用在城市,离网型一般用在海岛,广州地区一般用的是并网型微电网[1]。
成本及技术。由于生产的基本工艺进步及规模效应,微电网的主要构件如光伏组件、储能电池的价格近几年来迅速下降(图3)。以光伏为例,2008年太阳能光伏组件的国际批发成本为6.50美元/瓦,如今仅为0.21美元/瓦,而且仍有巨大的降价空间。2020年1～8月全国共有49家光伏企业宣布了扩产计划,涉及投资总额近3000亿元,各环节产能规模约664GW。尽管电池、组件仍是扩产主力军,但是2021年进入全面平价带给光伏行业带来了巨大的降价压力,根据平价光伏项目投资收益率倒推,组件价格必须降至1.4元/瓦左右。
如今建造一座新光伏发电厂的成本比新建煤电厂要便宜58%,比新建天然气厂便宜44%。而且国家对其建设也给予了政策支持,2020年财政部、国家发展改革委、国家能源局联合发布了《关于促进非水可再次生产的能源发电健康发展的若干意见》及其补充通知,就可再次生产的能源电价附加补助及资金结算规则等进行了明确,有力地促进了新能源的发展。
广州地区的太阳能年有效发电小时数约1000小时,所发电量按照“自发自用,余额上网”的原则,投资回收期在5～8年;储能系统能够最终靠削峰填谷,从为用户节省电费的方式来收回投资所需成本,目前典型的投资回收期是8～12年左右。光伏已经是市场上很具投资吸引力的领域,储能目前基本能实现盈利平衡,还能够最终靠电动车等退役电池组的梯级利用增加项目的盈利能力,目前市场上有不少新能源公司愿意以合同能源管理的形式来帮企业建立自己的光伏及储能系统[2,3]。
目前还存在两方面因素使重要用户的供电可靠性得不到满足:自然灾害导致电网局部大范围停电仍不可避免。广州地区台风频发,极度影响传统电网的供电可靠性:1998～2002年台风6次,2003～2007年台风7次、强台风/超强台风2次,2013～2017年台风、强台风/超强台风各7次。2015年”彩虹”号台风造成大面积全区域断电,包括企业、政府、医院近40万用户供电受影响,造成非常大的经济损失[4];应急电源不完善。由于技术及成本原因,用户侧一般只配备简易的柴油发电机或者UPS电源做应急电源、保安电源使用,供电能力及响应时间均不能够满足用户紧急状况下的需求,用户侧应急电源不完善。
由于自然因素出现的问题无法控制,但应急电源问题可切实解决。传统的微电网一般配置10kV常规断路器,在外网出现故障时,并离网模式转换需经过事故判断、断路器分闸、信号传送、PCS响应4个步骤,共需要300ms的响应时间,不能够很好的满足高可靠性用户100ms级复电的需求[5]。
经过深入的研究及多次调试,最后通过选用并网静态开关取代常规断路器开关,当并网控制器判断外部故障或外部失电时,立刻触发并网静态开关快速动作,并网静态开关通过硬接点直连与PCS系统相连,静态开关动作后无延时完成信号传送并触发PCS响应,经过多次测试,最终50ms左右能够实现模式转换全过程,能够很好的满足全部重要用户的需求。
微电网采用创新的控制技术,当外电网由于自然灾害等原因出现故障时,能够为重要电力用户更好的提供毫秒级的恢复供电保障,是传统电网的强有力补充。同时微电网可以融合光伏等绿色、低碳能源,在节能环保的同时还能带来不错的经济效益,可以平衡整个微电网的投资所需成本,便于向市场大力推广。微电网的推广一定要因地制宜,按照每个用户不同的用能需求,地理环境及场地条件,采用不一样的子系统,融合当地特色的新能源,制定相应的控制策略,以实现性能和效益的平衡。
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