利用分布式电源发展的契机,加快配电网的升级改造,对于我国整体电网系统的坚强可靠性,有重要的助推作用。
光伏电源是分布式发电技术中发展最迅速的部分,将有越来越多的分布式光伏电源接入到配电网中。采用脉宽调制(Pulse-widthmodulatim,PWM)技术的光伏电源逆变器可以抑制直流分量输出,但是当配电网电压含不平衡的正序和负序分量时,会对采用PWM技术的光伏电源逆变器的性能造成不利影响。
根据研究结果,应用新的技术,制定相应的管理措施,才能使大量分布式电源接入配电网后能够安全稳定运行。当光伏电源逆变器检测配电网电压来生成参考基波时,光伏电源逆变器可以输出很好的正弦波电流,但是无法补偿配电网的电压波形畸变。如在光伏电源逆变器的直流侧配备储能装置(如蓄电池和双层电容等),当光伏电源逆变器馈送有功出力到电网时,还可以参与配电网的电压和频率调节,在配电网电压和频率跌落时,增加有功出力,当配电网三相电压不平衡时,光伏电源逆变器可针对性地送出三相不平衡电流,部分补偿配电网三相电压不平衡,吸收馈电线路多余的部分无功或者输送馈电线路缺乏的部分无功。谐波之间的相位差、配电网的线路阻抗以及负荷都能消除部分谐波。当馈电线路阻抗值较大时,可使谐波衰减明显。
但近十几年来,由于技术的进步,去除隔离变压器可带来更高的效率并减少生产成本,不带隔离变压器的光伏电源逆变器应用越来越广泛。近些年,一些专家学者提出了模拟电站和微网概念,可运用到分布式光伏电源管理中,把有功出力具有随机性的光伏电源和具有保证出力的电源以及储能装置集成在一起,作为整体的模拟电站或者微网,整合到当今的电力生产和传输框架内。杭州厚石投资管理有限公司陈秋东认为,冒进做储能动力电池的新进企业将面临洗牌。
陈秋东表示,大型储能电站建设初期投资较大,运行经验不足,无完善的标准可依,所以大多潜在的客户处于观望状态。最终,谁能先将技术做成熟,先将成本降下来,谁才有机会领先实现商业化,抢占主流市场。记者了解到,目前我国仍处于储能产业化的初级阶段,未来将处于多种储能技术并存的状态,锂电池、铅酸电池、液流电池、钠硫电池等,在不同的应用领域将有不同的优势。此外,电池管理系统(BMS)也是新能源并网储能技术的一大难题,BMS在整个储能电站成本中占比20%,国外已经有一定规模电站进行了相当时期的储能试验,目前国内大规模电站级别的BMS仍处于起步成长阶段。
这是储能企业目前普遍面临的严重问题。多位业内人士表示,以目前的技术水平来看,短期内无法达到此指标。
储能、动力电池的规模和技术门槛,上海空间电源研究所副总工程师汤卫平表示,当前驱动储能发展的主要动力是国家政策机制,但是缺乏实质的支持力度和政策导向。事实上,锂离子电池用来做大型储能系统并不是一个好的选择,TCL金能总工程师郭也平表示,因为串并联太多了,一个是安全性,另一个是不能不讲的成本。关键还在于峰谷差的结算渠道,业内人士指出,如果不打破电网采购价格和销售价格的垄断,储能永远不会有市场需求。从这一点看,另外一些电池,如液流电池、燃料电池等,应该比锂电池更有优势。
而储能市场也因产品开发周期长、资金投入大、生产力要求高,中小型企业难以企及,注定成为国企等大型电池厂商的争锋之地。分布式储能还得看国外,汤卫平表示。除了储能系统和并网等技术问题,还需有应用端的数据积累和商业运作模式的分析策划。日韩电池厂商目前也正在加速研发新技术,提高电能密度,以达到降价效果。
一方面是尚未成熟的市场,一方面是仍需要加大投入的现状。按照国外最新设计的锂电池储能方案,家庭储能系统的投资回报率已接近10%。
同时,日本地震对中国来讲也是一个警觉。国家电网对储能的技术指标为,电池循环寿命在5000次以上,价格在1500元/kWh以下,效率在80%以上。
一方面是受限于公司的技术水平和生产能力,另一方面也是因为我们觉得锂电池在大型储能站还是不太适合,而是适合做家庭用的储能。储能还只是政策市场电动汽车和大型电站储能采用锂电池成本都比较高,另外产业涉及的面比较广,初期投资比较大,产品面市后推向市场用户接受度不高,陈秋东表示,至少10年内全球范围的电动汽车和大型储能仍将是一个政策市场。陈秋东指出,锂离子电池最快的应用场合是在分布式,而非集中式的应用。郭也平表示,日本的家庭式储能确实做的比较成熟,但也还只是做些应急的,如果将来做的好的话,应该是智能电网里的一部分。[page]锂电池适用分布式储能成本和技术缺陷,是锂电池不适合进大型储能市场的两个主要原因。电池组中电芯组合的数量越多,一致性和安全性越差,因此在大规模储能和电动汽车上的应用,从技术层面和应用环境层面来看,还很不成熟,而在分布式应用场合下,锂离子电池技术和商用条件已趋于成熟。
汤卫平表示,储能电站的商业化运作,首先需要确立经济运行的模式,包括确立峰谷电价差收益与单位循环寿命造价两者之间的差值关系衡量经济性模式,和确立单位循环寿命造价的计算方法,而单位循环寿命造价由单位kWh储能系统造价、储能系统全周期循环寿命、储能系统的能量转换效率、储能系统运营成本以及储能系统外围平衡费用等构成。高工锂电产业研究所(GBII)数据显示,2012年,通信基站磷酸铁锂电池的市场规模为5亿元,2013年有望增长超过100%,达10亿元以上。
锂电池在大型储能电站领域还只能进行示范性的应用,产业化进程较慢,主要原因是技术上无法满足大规模商用条件,没有经济效益以及政策和体制上的束缚。相比国外在储能领域十多年的技术和政策机制积累,中国的差距还比较大。
2013年,日系厂商还将持续增强产品阵容,并特别锁定小型家用市场,进一步提升储能系统普及率。现在的储能电站都是集中式的,如果能分到每家每户,不仅能让老百姓获得好处,整个储能系统的投资和管理均可简化。
事实上,目前在中小系统的储能市场,锂电池正侵蚀镍氢、镍镉和铅酸电池的市场份额。以日本为例,由地震引发的能源危机,刺激日本政府针对储能系统提出补贴计划,2万美元以上的锂电池储能系统只要通过SII认证,即可获得30~50%不等的补助。而储能企业经过多年持续投入,普遍处于亏损状态,资金压力非常大。看好储能市场商机的日本松下、索尼、NECTOKIN、夏普等电池厂商,均大举开发锂电池储能设备。
在国外,锂电池已经到了被用户接受的成本边界。陈秋东认为,分布式应用场合下锂离子电池技术和商用技术已经趋于成熟,2013年~2015年,分布式储能在全球市场会出现快速增长。
记者了解到,TCL金能在储能市场目前仍处于试探摸索阶段,仅有少量电池应用于家庭小型储能,如LED灯等。此外,大型储能系统的电池要做十多年的使用规划周期,这样也导致其BMS系统非常复杂
日前发布的《能源发展十二五规划》明确了我国十二五时期分布式能源的发展目标:到2015年,分布式太阳能发电达到1000万千瓦,建成100个以分布式可再生能源应用为主的新能源示范城市。根据该意见,分布式能源界定标准为:分布式电源,指用户附近,所发电能就地利用,以10千伏及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。
完成天然气分布式能源主要装备研制,初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。国家电网公司还编制了《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》、《关于促进分布式电源并网管理工作的意见》和《分布式电源接入配网相关技术规定》,将承诺扩大到所有类型分布式电源,并承诺提供优惠并网条件、加强配套电网建设、优化并网流程、简化并网手续、提高服务效率等服务。国家电网透露,至2012年底,我国已并网投产的分布式电源1.56万个,装机容量3436万千瓦,其中分布式水电2376万千瓦,世界第一。国家电网公司今日10:30召开分布式电源并网新闻发布会,向社会发布《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》。
到2015年,建成1000个左右天然气分布式能源项目、10个左右各具特色的天然气分布式能源示范区。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型。
2012年10月26日,国家电网召开新闻发布会发布了《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》1月25日,湖南省发展和改革委员会下发了《关于同意华能浏阳经开区分布式能源项目开展前期工作的通知》(湘发改能源[2013]113号),标志着浏阳经开区分布式能源项目取得了实质性进展,并成为华能系统2013年首个取得省级路条的项目。
该项目位于我国中西部地区唯一的国家级生物医药产业基地-浏阳经济技术开发区,是长沙市第一个分布式能源项目,地理位置优越,电、热、冷负荷需求旺盛。浏阳经开区分布式能源项目的建设,对优化华能在湘能源项目结构、提高华能清洁能源比重,促进湖南省长株潭两型社会建设具有重要意义,并将进一步促进华能在湘能源项目持续健康发展。
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