分布式光伏+儲能的獨立型微電網(wǎng)商業(yè)化

主要內(nèi)容1微電網(wǎng)概述2獨立型微電網(wǎng)3典型方案與成本核算商業(yè)化發(fā)展前景45未來展望1、微電網(wǎng)概述微電網(wǎng)的定義微電網(wǎng)（Micro-Grid）是由分布式電源、負荷、儲能、變配電和控制系統(tǒng)構(gòu)成的小型電力系統(tǒng)。微電網(wǎng)是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治電力系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤網(wǎng)運行。微電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個概念，發(fā)展微電網(wǎng)能夠充分促進分布式可再生能源的大規(guī)模接入。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)是相輔相成的，尤其在大電網(wǎng)沒有覆蓋的地區(qū)可以發(fā)揮更大的作用，以彌補大電網(wǎng)的不足。1、微電網(wǎng)概述微電網(wǎng)的劃分：按照運行方式劃分：并網(wǎng)型，孤網(wǎng)型（獨立型）按照電網(wǎng)類型劃分：交流微電網(wǎng)，直流微電網(wǎng)、混合型按照電壓等級劃分：低壓（400V~1kV）、中壓（1~35kV）、高壓（35kV以上）按照規(guī)模劃分：小型（電網(wǎng)容量<500kVA）中型（500kVA<=電網(wǎng)容量<6MVA）大型（電網(wǎng)容量>6MVA）微電網(wǎng)的應(yīng)用主要內(nèi)容1微電網(wǎng)概述2獨立型微電網(wǎng)3典型方案與成本核算商業(yè)化發(fā)展前景45未來展望2、獨立型微電網(wǎng)獨立型微電網(wǎng)：不依賴于外部電網(wǎng)，可以通過分布式電源、儲能系統(tǒng)獨立、穩(wěn)定、長期地給負荷供電?？煞譃橹绷餍汀⒔涣餍?、交直流混合型三種。為什么要發(fā)展獨立型微電網(wǎng)系統(tǒng)？在現(xiàn)階段，在大電網(wǎng)覆蓋的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，微電網(wǎng)的供電成本遠高于大電網(wǎng)，缺乏經(jīng)濟性尤其是并網(wǎng)型微電網(wǎng)，易被大電網(wǎng)替代，缺乏競爭力但在大電網(wǎng)沒有覆蓋的地方，例如島嶼、偏遠地區(qū)、城市周邊、旅游景點等，微電網(wǎng)反而具有優(yōu)勢，因此迫切需要發(fā)展獨立型微電網(wǎng)。2.1、分布式電源獨立型微電網(wǎng)相關(guān)的分布式電源光伏發(fā)電風力發(fā)電燃氣發(fā)電（天然氣、沼氣）生物質(zhì)發(fā)電海洋能發(fā)電小水電柴油發(fā)電分布式發(fā)電太陽能風能海洋能生物質(zhì)能分布式能源其它天然氣優(yōu)點：可利用豐富的清潔和可再生能源。缺點：一些可再生能源具有間歇性和隨機性。2.1、分布式電源獨立型微電網(wǎng)相關(guān)的分布式電源其中分布式光伏是最有潛力的可再生能源，適應(yīng)面廣， 受限制少，技術(shù)進步快和成本下降迅速，最有應(yīng)用前景?，F(xiàn)階段發(fā)展分布式光伏的困難與對策：（地難找，電難接，補貼慢，用電需求不穩(wěn)定）（對策：可以采用獨立型微電網(wǎng)方式，不依賴于電網(wǎng)；尋求適合的用電需求，真正實現(xiàn)自發(fā)自用）2.2、儲能系統(tǒng)獨立型微電網(wǎng)相關(guān)的儲能系統(tǒng)：化學儲能（鉛酸電池、鉛酸膠體電池、鉛碳電池、鉛晶電池， 鋰電池：磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元、鈦酸鋰，液流電池：全釩液流、鋅溴，鎳氫電池、鈉硫電池、鋅空、鋰空）物理儲能（抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪、相變儲能、 超級電容器、超導儲能、蓄熱蓄冷）儲能系統(tǒng)是獨立型微電網(wǎng)不可或缺的組成部分，也是造成微電網(wǎng)系統(tǒng)成本高的主要原因。需要找到大幅降低儲能成本的方式方法：1）技術(shù)進步2）商業(yè)模式創(chuàng)新（結(jié)合電動汽車充放電、退役電池梯級利用）主要內(nèi)容1微電網(wǎng)概述2獨立型微電網(wǎng)3典型方案與成本核算商業(yè)化發(fā)展前景45未來展望3、一個典型的獨立型微電網(wǎng)系統(tǒng)系統(tǒng)規(guī)模、組成部分及造價估算：分布式光伏發(fā)電（100kW）（70萬元）（采用單晶硅、多晶硅，組串式逆變器，含施工）鉛碳電池儲能（50kW*2H）（8萬元）（鉛碳電池目前性價比較高）儲能整流、逆變系統(tǒng)（

10萬元）負荷（功率小于150kW，日用電量小于400kWH）配電系統(tǒng)（3萬元）微電網(wǎng)控制系統(tǒng)（2萬元）其他費用（5萬元）合計：98萬元按照習慣，以分布式電源功率核算，上述配置典型獨立型 微電網(wǎng)系統(tǒng)的單位造價：9.8元/每瓦3、一個典型的獨立型微電網(wǎng)系統(tǒng)可滿足的用電負荷：交流型（日常用電：照明、空調(diào)、電機）直流型（電動汽車充電、LED照明）（如果分布式發(fā)電、儲能、負荷都直接采用直流方式，則系統(tǒng)的效率更高，成本更低，預計可降低成本10%以上，提高效率5%以上）交直流混合型目前獨立型微電網(wǎng)技術(shù)上都已成熟，成本可控，具備推廣條件。主要內(nèi)容1微電網(wǎng)概述2獨立型微電網(wǎng)3典型方案與成本核算商業(yè)化發(fā)展前景45未來展望4.1、獨立型微電網(wǎng)推廣面臨的困難面臨困難：成本高（分布式電源、儲能）生命周期短與運營維護難（主要是儲能壽命短，微電網(wǎng)控制及能量管理的技術(shù)較復雜）政策支持不足：獨立式的可再生能源（風、光等）發(fā)電的計量與補貼申請困難。目前國家對于獨立型微電網(wǎng)，及涉及的可再生能源發(fā)電、儲能、變配電及控制系統(tǒng)，尚無明確的計量標準與支持政策。觀念和認識有待提高。4.2、對策發(fā)展獨立型微電網(wǎng)的對策：分布式發(fā)電成本下降（趨勢是：光伏發(fā)電成本<火電）儲能技術(shù)進步，電池壽命延長，成本降低多方爭取國家認可獨立型微電網(wǎng)可再生能源（風、光等）發(fā)電的計量（制定標準并推廣實施），并及時給與現(xiàn)有政策的各項補貼；在發(fā)展前期，也能給予獨立型微電網(wǎng)、儲能補貼政策。結(jié)合新型的負荷的推廣應(yīng)用機會：電動汽車充電、煤改電供暖、地源熱泵。4.3、商業(yè)化發(fā)展前景展望獨立型微電網(wǎng)的發(fā)展前景展望：基于分布式光伏+儲能的獨立型微電網(wǎng)，最有前景。將首先在特殊應(yīng)用場合取得突破（電動汽車充電、島嶼供電）未來用戶用電有兩種選擇：大電網(wǎng)、獨立微電網(wǎng)未來的大電網(wǎng)將是：昂貴的、地域受限、不方便靈活的，未來的獨立型微電網(wǎng)將是：便宜的、限制少、方便靈活的。4.4、獨立型微電網(wǎng)的推廣應(yīng)用典型推廣應(yīng)用方向：獨立光伏電動汽車充換電站獨立光伏水泵灌溉系統(tǒng)獨立光伏制氫系統(tǒng)獨立風光儲村莊供電系統(tǒng)獨立風光柴儲島嶼供電系統(tǒng)獨立風電海水淡化系統(tǒng)光伏水泵，光伏儲能供電系統(tǒng)電解水制氫光伏電動汽車充換電站關(guān)于電動汽車充電設(shè)施建設(shè)國家政策支持巨大的需求面臨問題獨立型光伏電動汽車充換電站4.5

2014年至今，多項政策支持充電設(shè)施的發(fā)展：1、《關(guān)于做好電動汽車充換電設(shè)施用電報裝服務(wù)工作的意見》（2014年5月，國家電網(wǎng)公司）要點：引入社會投資參與電動汽車充換電設(shè)施建設(shè)；個人自建充電樁享受大約0.5元/KWH居民用電標準2、《關(guān)于電動汽車用電價格政策有關(guān)問題的通知》（2014年7月，國家發(fā)改委）要點：對向電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)直接報裝接電的經(jīng)營性集中式充換電設(shè)施用電，執(zhí)行大工業(yè)用電價格，2020年前，暫免收基本電費3、《關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎勵的通知》（2014年11月，四部委）要點：按推廣應(yīng)用數(shù)量和地區(qū)給予2400—12000萬元的建設(shè)獎勵（2015年標準）2014年至今，多項政策支持充電設(shè)施的發(fā)展：4、《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》（2015年3月，國務(wù)院辦公廳）要點：到2020年實現(xiàn)500萬輛新能源汽車發(fā)展目標，充換電站數(shù)量達到1.2萬個，充電樁達到480萬個。5、《關(guān)于加強城市停車設(shè)施建設(shè)的指導意見》（2015年8月，國家發(fā)改委、財政部、國土資源部、住建部、交通部、公安部、銀監(jiān)會）要點：鼓勵建設(shè)停車樓、地下停車場、機械式立體停車庫等集約化的停車設(shè)施，并按照一定比例配建電動汽車充電設(shè)施，與主體工程同步建設(shè)2014年至今，多項政策支持充電設(shè)施的發(fā)展：6、《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導意見》（2015年10月，國務(wù)院辦公廳）要點：新建住宅配建停車位、大型公共建筑物配建停車場、社會公共停車場建設(shè)或預留建設(shè)充電設(shè)施安裝條件的車位比例分為為100%、10%、10%，每2000輛電動汽車至少配建一座公共充電站7、《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020）》（2015年11月17日，發(fā)改委、能源局、工信部、住建部）要點：到2020

年，新增集中式充換電站超過1.2

萬座，分散式充電樁超過480

萬個，以滿足全國500

萬輛電動汽車充電需求。優(yōu)先建設(shè)公交、出租及環(huán)衛(wèi)與物流等公共服務(wù)領(lǐng)域充電基礎(chǔ)設(shè)施，新增超過3850座公交車充換電站、2500座出租車充換電站、2450座環(huán)衛(wèi)物流等專用車充電站。積極推進公務(wù)與私人乘用車用戶結(jié)合居民區(qū)與單位停車位配建充電樁，新增超過430

萬個用戶專用充電樁，以滿足基本充電需求。4.6

建設(shè)電動汽車充電設(shè)施的需求截至2014年底，中國已建成充電樁約31000個，充電站約780個。按照規(guī)劃，2015年底，中國將建成充換電站2000座，充電樁40萬個。隨著2020年前建成基本可以滿足500萬新能源汽車的充電設(shè)施這一規(guī)劃的出臺，意味著要建480萬個分散式充電樁、1.2萬座集中式充換電站。平均下來，在未來5年，充電樁將以年均新建約95萬個的速度持續(xù)增長。如何建設(shè)這些電動汽車充電樁、充電站，成為擺在我們面前的迫在眉睫的問題!4.7

建設(shè)電動汽車充電設(shè)施的問題當前面臨的問題：

1、配電網(wǎng)建設(shè)不同步，充電樁、充電站電網(wǎng)接入困難2、充電樁與現(xiàn)有的停車位的沖突3、充電速度慢，需要排隊等候4、充電設(shè)施網(wǎng)點不足，尤其是偏遠地區(qū)更少。考慮建設(shè)：獨立型光伏電動汽車充換電站4.8、獨立型光伏電動汽車充換電站獨立型光伏電動汽車充換電站典型配置方案：基于直流微電網(wǎng)技術(shù)，分布式光伏+儲能+電動汽車充換電，綜合優(yōu)化設(shè)置各組成部分的規(guī)模比例關(guān)系，實現(xiàn)系統(tǒng)的高效、經(jīng)濟、可靠、實用。方案一：單個慢充樁（7kW）+光伏（10kW）（靠天吃飯）方案二：單個慢充樁（7kW）+光伏（20kW）+儲能（10kW*4H）方案三：單個慢充樁（7kW）+光伏（20kW）+ 換電電池（40kW*1H，4組）方案四：單個慢充樁（7kW）+光伏（30kW）+儲能（10kW*4H） 換電電池（40kW*1H，4組）4.8、獨立型光伏電動汽車充換電站換電及快充樁方案：方案五：光伏（10kW）+換電電池（40kW*1H，4組）方案六：單個快充樁（40kW）+光伏（50kW）

（靠天吃飯）方案七：單個快充樁（40kW）+光伏（100kW）+儲能（40kW*4H）方案八：單個快充樁（40kW）+光伏（100kW）+ 換電電池（40kW*1H，8組）方案九：單個快充樁（40kW）+光伏（120kW）+儲能（40kW*4H） 換電電池（40kW*1H，8組）4.8、獨立型光伏電動汽車充換電站獨立型光伏電動汽車充換電站方案說明：1）采用直流微電網(wǎng)技術(shù)，光伏發(fā)電、儲能、電動汽車充電都連接在直流母線上，減少光伏逆變、充電樁整流環(huán)節(jié)，降低系統(tǒng)的建設(shè)成本和運營成本，提高系統(tǒng)效率，提高經(jīng)濟效益；2）采用電動汽車退役電池，作為配套儲能，以降低成本；配置儲能系統(tǒng)后，能夠在光伏不發(fā)電的時候也可以進行充電營業(yè)；4.8、獨立型光伏電動汽車充換電站獨立型光伏電動汽車充換電站方案說明：3）如果未來采用智能電池技術(shù)，電池租賃運營模式，使得電動汽車換電方式也得到大規(guī)模推廣應(yīng)用，則可以利用光伏發(fā)電直接給換電電池充電，系統(tǒng)更加簡潔、高效；4）如果電動汽車充換電并存，在微電網(wǎng)系統(tǒng)光伏發(fā)電的情況下，優(yōu)先給電動汽車充電，無充電需求時給換電電池充電，則可以減少儲能配置，提高經(jīng)濟性；4.8、獨立型光伏電動汽車充換電站獨立型光伏電動汽車充換電站方案說明：5）以上述典型方案為基礎(chǔ)，不同規(guī)模的充換電站可組合設(shè)計；6）經(jīng)濟性分析：在現(xiàn)有的技術(shù)條件和政策支持下，分布式光伏本身已經(jīng)濟可行電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施與充電樁企業(yè)合作；利用電動汽車退役電池，大幅降低系統(tǒng)的儲能成本；給電動汽車換電電池充電，則相當于不額外設(shè)置儲能系統(tǒng)，經(jīng)濟性再無問題。4.8、獨立型光伏電動汽車充換電站發(fā)展獨立