考虑到向海岛运输柴油的高成本和困难性以及海岛所具有的丰富可再生能源,利用海岛可再生分布式能源、建设海岛微网是解决我国海岛供电问题的优选方案。从更大的视角看,建设海岛微网符合我国的海洋大国战略,是我国研究海洋、开发海洋、走向海洋的重要一步。
城市微网
我国还有许多城市微网示范工程,重点示范目标包括集成可再生分布式能源、提供高质量及多样性的供电可靠性服务、冷热电综合利用等。另外还有一些发挥特殊作用的微网示范工程,例如江苏大丰的海水淡化微网项目。值得指出的是,我国目前的微网发展重点关注新技术的探索和应用,对于微网的运营模式、市场推广机制、引导推动政策等方面的研究还比较少,而这些正在成为微网技术获得广泛推广应用的瓶颈。
3 基于分布式可再生能源接入的智能微网
关键技术及挑战微网的最终目标是实现各种分布式能源的无缝接入并发挥其最大潜力。要实现这一目标需要很好地解决与微网相关的一系列关键技术,包括:规划设计、控制与保护、电能质量监测与治理、能量优化管理、能源系统信息-物理融合、智能化接入与需求互动响应、直流微网及多微网间直流互联等各个方面。
3.1 微网规划设计
微网规划的目标是在满足用户对电、热、冷用能需求的前提下,合理地利用能源,特别是尽可能利用风、光等可再生能源,获得最佳的投资效益,保证微网安全、可靠、经济运行等。要实现含分布式可再生能源的微网优化规划设计,需要综合考虑多方面因素,尤其是:
(1)需要考虑微网中能源结构和运行方式,包括分布式可再生能源的电、热、冷生产灵活匹配与协调运行。
(2)需要考虑可再生能源波动性和间歇性,合理预测可再生能源生产,并规划能源互补能力及微网独立运行能力的保障等问题。
3.2 微网运行控制与保护
实现微网与大电网的协调运行控制以及对大电网安全稳定的支撑,是微网区别于一般分布式可再生能源并网的重要技术特征。相对于常规电力系统而言,一方面,分布式可再生能源容量一般不大,采用电力电子装置的逆变方式并网,自身运行亦不稳定;另一方面,微网内的设备种类繁多,各类可再生能源运行特性不一、控制方式不同,导致微网的运行控制与保护问题比较复杂。
(1)电压和频率的稳定控制
可再生能源的并/离网、波动等都会造成微网电压波动,同时可再生能源大多为电力电子装置并网,导致系统惯性小,离网独立运行模式下频率变化迅速。因此,如何保证系统在不同运行模式下电压和频率的稳定控制是微网内分布式电源协调运行控制的首要关键技术。