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【史珺博士】智能光伏微電網(wǎng)的特點(diǎn)與構(gòu)建
日期:2015-05-11   [復(fù)制鏈接]
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智能光伏微電網(wǎng)的特點(diǎn)主要有以下四點(diǎn):

1) 多種新能源的結(jié)合

由于光伏發(fā)電僅能夠在白天天氣較好的情況下進(jìn)行供電,即便與主干網(wǎng)相連,當(dāng)光伏發(fā)電的容量增大,在某一地的局部對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)有可能形成較大的沖擊。因此,在一個(gè)微電網(wǎng)的范圍內(nèi)采取多種形式的新能源相結(jié)合,是緩和光伏發(fā)電的波動(dòng)性、穩(wěn)定電力的必要手段。

能夠作為微電網(wǎng)的電源的其它可再生能源有如下幾種:

微型風(fēng)力發(fā)電。主要是微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電,在風(fēng)力條件能夠滿足發(fā)電的條件下,可以作為光伏發(fā)電的補(bǔ)充。微風(fēng)電站適合風(fēng)力條件滿足的村鎮(zhèn)和高層建筑。

小型水力電站。指在有條件的村鎮(zhèn)附近,可采用小型水電站或抽水蓄能電站的方式,作為微電網(wǎng)的補(bǔ)充能源。

生物質(zhì)能電站。可在村鎮(zhèn)或者小型城市周邊,利用沼氣進(jìn)行發(fā)電,作為微電網(wǎng)的補(bǔ)充能源。沼氣發(fā)電可與垃圾處理、有機(jī)肥的生產(chǎn)相結(jié)合。

微型燃?xì)廨啓C(jī)。微型燃?xì)廨啓C(jī)采用天然氣發(fā)電,適用于城市社區(qū)和農(nóng)村。

各種形式的新能源綜合使用,可以大大減少光伏發(fā)電的波動(dòng)性,尤其是在光伏發(fā)電量下降的時(shí)候?qū)夥l(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充,同時(shí),也能夠因地制宜,充分利用微電網(wǎng)所在地區(qū)的各種可再生能源和資源。

2) 儲(chǔ)能技術(shù)

無(wú)論是采用何種新能源,都不能完全保證微電網(wǎng)的供電絕對(duì)穩(wěn)定。另外,在電源事故或電網(wǎng)故障的情況下,為了保證用電負(fù)荷的安全,儲(chǔ)能系統(tǒng)作為備用電源也是必不可少的。

目前,儲(chǔ)能技術(shù)較為成熟的是鉛酸蓄電池,但有壽命短和鉛污染的問題。能夠適用于智能光伏微電網(wǎng)的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)有如下幾種:

釩流體電池。該技術(shù)采用釩化合物作電解質(zhì),通過釩的不同電價(jià)的轉(zhuǎn)換進(jìn)行充放電。優(yōu)點(diǎn)是容量大、電流密度大、供電穩(wěn)定、充放電次數(shù)多(使用壽命長(zhǎng))、充放電效率高;缺點(diǎn)是,且目前成本較高,產(chǎn)業(yè)化不夠成熟,市場(chǎng)規(guī)模受釩資源限制。

飛輪儲(chǔ)能。優(yōu)點(diǎn)是充放電次數(shù)多、電流密度大、供電穩(wěn)定、無(wú)化學(xué)反應(yīng);缺點(diǎn)是自放電較嚴(yán)重。

超級(jí)電容。優(yōu)點(diǎn)是電流密度大、充放電次數(shù)多、壽命長(zhǎng)、無(wú)化學(xué)反應(yīng);缺點(diǎn)是自放電嚴(yán)重,單次儲(chǔ)能時(shí)間較短,產(chǎn)業(yè)化程度不夠。

以上各種新型儲(chǔ)能技術(shù)目前均存在成本較高的情況。但隨著產(chǎn)業(yè)化程度的不斷成熟,相信產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、穩(wěn)定性均將有大幅提高,成本也可以大幅度下降。

微電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)要滿足以下三種情況的要求:1)在電源或電網(wǎng)事故情況下,儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠迅速替代電源,為微電網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)荷供電;這種情況,儲(chǔ)能系統(tǒng)相當(dāng)于緊急備用電源的角色,要求電流密度大;2)在微網(wǎng)內(nèi)大型負(fù)荷啟動(dòng)時(shí),由于電流往往數(shù)倍于運(yùn)行電流,因此,可能正常電源的容量不足以滿足負(fù)荷的啟動(dòng)要求,需要儲(chǔ)能系統(tǒng)提供瞬時(shí)大電流;3)在光伏以及其它電網(wǎng)發(fā)電不足時(shí),起到為微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷供電的功能。

目前,上述各種儲(chǔ)能技術(shù)難以同時(shí)滿足以上三個(gè)要求,可考慮各種不同儲(chǔ)能方式的結(jié)合,例如,釩流體電池與飛輪或超級(jí)電容結(jié)合使用,即可避開各自的缺點(diǎn),而滿足微電網(wǎng)的儲(chǔ)能需求。
 
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來源:陽(yáng)光工匠光伏網(wǎng)作者:史珺博士
 
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