微电网须迈过“最后一公里”

近日，中国国电集团所属龙源电力集团股份有限公司承建的吐鲁番新能源城市微电网示范项目获得售电许可，成为我国首个获得电力业务许可证(供电类)的微电网。

据龙源电力有关负责人介绍，吐鲁番新能源城市微电网是我国首个微电网示范项目，项目在293栋居民楼顶建设屋顶光伏8.7兆瓦，通过微电网系统向区域内5700多户居民及机关事业单位、商业用户、地源热泵等用户供电。

所谓微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统，分为并网型和独立型两种，可实现自我控制和自治管理。

两年前，微电网项目建设就被正式提升至国家层面，要求在电网未覆盖的偏远地区、海岛等，优先选择新能源微电网方式，探索独立供电技术和经营管理新模式。而吐鲁番新能源城市微电网的成功示范，也将带动全国微电网步入发展的快车道。

不过，在微电网迎来快速发展的同时，还面临着一道必须迈过的坎：储能问题，也被称为新能源发展的“最后一公里”。

储能发展存障碍

不久前，国家能源局发布《微电网管理办法》(征求意见稿)，文件指出，微电网作为“互联网+”智慧能源的重要支撑以及与大电网友好互动的技术手段，可以提高电力系统的安全性和可靠性，促进清洁能源的接入和就地消纳，提升能源利用效率。

可以预见的是，一种能源供应的商业形态有望成为发展趋势——用户只需选择一个综合能源服务商，即可获得冷热电气全方位能源供应，并获得从能源需求—融资建设—运营管理—提效减排的一站式综合能源服务。

在近日于北京召开的第四届国际储能峰会上，济南大陆机电股份有限公司董事长荆书典表示，微电网就是要实现可再生能源在区域内最大限度的高效利用，把可再生能源作为主电源来首先使用，不足的再用网上的电源。它的应用需要一系列的标准和技术来推动配电网和分布式能源合理的构建，储能在其中发挥了重要的作用。

“智能微电网产业链包含发电、变电、输电、配电、用电、储电、调度、管控和智能终端九个产业链，形成协同发展。其中最重要的是开展智能终端，要把智能终端的用能量和用能规律测量出来，进行有效的管理，以更有效地调度可再生能源。”荆书典说。

“如何把可再生能源优先用掉，消除弃风、弃光现象，最重要的是结合储电，在峰值或者减峰值的时间把电卖掉，使可再生能源有更好的效益。”荆书典补充道。

中国可再生能源学会前任理事长石定寰指出，储能无论在调频还是在能量储备方面所发挥的作用都将越来越大，但目前仍处于技术的发展、创新、应用、示范阶段，如何更好地与能源系统结合，在应用上也还存在很多问题。

“储能成本价格较高，一些储能电池的安全性也存在一些问题。另外，在经济上如何通过一个合理的电价来推动储能技术的发展也是难点。从技术到经济、政策乃至整个应用系统和应用管理，储能都还有很多问题需要进行探索。”石定寰说。

电力规划设计总院战略规划处副处长徐东杰也表示，储能虽是多能互补系统的重要一环，但仍然存在发展障碍。首先就是技术路线不明确，“并不是说哪个路线好哪个路线不好，从世界范围、全国范围来看，电化学储能、物理储能、电池储能大家都在推，但却没有一个占到主导地位”。

另外，徐东杰还指出，储能的经济性也有待提高，包括初始投资寿命维护以及能量的转化率等。其次，国家虽然一直在讲要扶持储能，但最关键的储能定价政策却尚未出台。不仅如此，储能的市场机制不完善，也缺乏一定的数据支撑，大容量的项目相对较少。

探索更具优势的储能电池

“其实微电网从根本上来讲并不是一个实体的系统，而是一种技术，是一种集成原网和多种能源及储能负荷的技术。”天津天大求实电力新技术股份有限公司新能源事业部总经理张炎解释道。

而对于储能首要突破的问题，中国电力科学研究院电工与新材料所所长来小康认为，现阶段我国主要解决的就是分钟级到小时级的储能问题，而这个阶段储能的问题，恰恰是电池、电化学的强项。发电侧、用电侧恰恰在这些时段上，能显现出比较明显的效果。

目前，储能还处于各项技术并驾齐驱的阶段，如抽水蓄能、锂电池、铅酸电池、钠硫电池、液流电池等各领风骚，但同时也是各有制约。可再生能源发电相对常规电源而言，最大的不同是由于其间歇性带来的输出功率波动，未来对于大规模接入系统的可再生能源发电，能与之相匹配的大容量、低成本储能技术将更具优势。

北京爱索能源科技股份有限公司智慧能源事业部销售总监白恩全表示，钠硫电池有望在微电网中大有可为。“首先是使用寿命长，持续时间长，是电能存储有效的一个方式;预防性的维护是最少的，并且可以针对部分系统进行维护，其他部分可以正常运行;通过配备高速的储能双向逆变器还可实现高速响应，响应时间可达到毫秒级;具备高可靠性，由于系统几十年的累计经验，钠硫电池已被市场认证，单个模块的可靠性可以达到99%。”白恩全列出钠硫电池的多项优势。

白恩全还表示，钠硫电池还可以起到延期或消除输电和配电的需求，并且可以吸收可再生能源波动。比如在太阳能发电和风力发电的非高峰时段，钠硫电池可以提供6~8小时长期稳定的电池供应，对于一个化石峰值的电场起到了绿色环保的作用。

“对于微电网，钠硫电池可以起到所有电网功能的作用，这些功能包括支持高水平的可再生能源发电、时间平移等，基本上电网所拥有的功能钠硫电池都可以达到。”白恩全说。

北京大城绿川科技有限公司产品技术部副总经理王学云更关注的是铅酸电池。他认为，从经济性考虑，目前的普通铅酸电池在0.45~0.7元/时，而锂电池在1.5~3元/时，在工作温度方面，目前铅类电池还可在零下40~60℃范围内工作。

鄂尔多斯大规模储能技术研究所所长谭春青则认为，铅酸电池是当前最成熟的技术，液流、钠硫电池是目前相对成熟的新技术，而未来压缩空气储能技术则具有很大的发展空间。

中国科学院院士、清华大学教授卢强也曾在接受媒体采访时表示，压缩空气储能不仅能发电，而且热水还能供暖，二氧化碳排放量是零。要做中国的微电网，将之变成微能源网，不仅要电，还要冷要热，所以能源变成一个智能微能源网群，就必须发展压缩空气储能。

重视智能终端监控

由于微电网以分布式发电电源为主，每个分布式电源的容量都不是很大，但往往数量众多，这就使微电网的控制不会像常规电网，可以实现由电网调度中心统一控制及故障处理，这就对微电网的运行及控制技术提出了新的要求。

有专家表示，微电网系统的关键技术是储能技术，要重视对蓄电池组和电池单元运行状态进行动态监控，精确测量电池的剩余电量，同时对电池进行充放电保护，单体电池均衡充电技术。

张炎表示，从微电网技术体系来讲，它跟传统的大的电力技术有异曲同工之妙，但是也有很多的差别在里面，总体来讲也是包含方案设计、运行控制、运行优化、模拟方针、信息与通信等一系列的技术。

微电网的方案设计和运行策略具有极高的耦合性，“微电网约束了设备选型，包括系统结构、设备配置以及通讯方式、微电网运用的必要条件，统筹指导微电网的建设。”张炎说。

另外，容量设计方面，微电网会考虑不同的技术形式和技术流派。比如铅酸、液硫，包括固体的电气热、水蓄、冰蓄技术参数和应用特点，根据用户的实际情况来进行动态的选择，之后再进行整体的容量设计与评估。

张炎表示，微电网项目里所能集成的能源形式非常多，包括冷热电，都需要在统一的运行调度平台下进行统一的调度管理。