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分布式光伏降本增效獲顯著進展分布式能源迎來“技術奇點”

2017-12-12 15:39:04 來源:中能智庫　點擊量：評論 (0)

近年來，得益于電力技術、信息技術、控制技術和儲能技術的快速發(fā)展，全球分布式能源項目呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展。可再生能源發(fā)電和小型燃氣輪機技術的成熟使得平準化能源成本(LCOE)快速下降，分布式能源項目的經(jīng)濟性從

風電、光伏等可再生能源飛速發(fā)展，電能儲存的重要性不斷上升。飛輪、超級電容、鋰電池和液流電池等儲電技術可以平滑分布式光伏的輸出曲線，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供支持。在光伏輸出大于用戶需求時，多余的電量可以被儲存。如果太陽能電池板停止工作，或出現(xiàn)尖峰負荷、供電不足、電網(wǎng)斷電等情況，儲存的電能可以被釋放出來，滿足用戶的用電需求，提高分布式光伏的綜合利用率。隨著電動汽車的推廣和能源互聯(lián)網(wǎng)概念的興起，將電動汽車納入儲能網(wǎng)絡的技術也紛紛涌現(xiàn)。其中，動力電池廠商、汽車制造企業(yè)以及高校已經(jīng)展開相關研究，探索在分布式能源系統(tǒng)中利用廢舊動力電池進行儲能的技術可行性和經(jīng)濟效益。熱儲存是一種簡單但基本的技術，該技術通常在建筑樓宇和工業(yè)過程中使用，一方面可以通過最優(yōu)化供暖、通風和空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)的方式來提高系統(tǒng)效率;另一方面，也可以避免高峰時段的電價溢價。

此外，氫能源也逐漸成為儲能和分布式能源領域的下一個創(chuàng)新點。作為可再生能源利用的大國，德國目前已經(jīng)建成數(shù)十個“風電制氫”項目：通過電解水設備，利用電網(wǎng)無法消納的風電生產(chǎn)氫氣，隨后將氫氣按照適當比例混入當?shù)氐奶烊粴夤艿?，供附近用戶使用。這種方式將龐大的天然氣網(wǎng)絡當做儲能介質(zhì)，進一步降低風電場的棄風率。今年5月，國內(nèi)首個風電制氫項目的制氫站也正式開工。在用戶側，電解水制氫可以與分布式光伏充分結合，在儲能的同時生產(chǎn)氫氣，整個過程中不排放任何污染物和溫室氣體。借助燃料電池、氫能源汽車等技術的推廣，以氫氣為核心的分布式能源網(wǎng)絡也會迎來更大的發(fā)展空間。

信息及控制技術

數(shù)據(jù)、通信及控制技術創(chuàng)新為智能化的綜合能源管理系統(tǒng)奠定了物理基礎。隨著信息和控制技術在分布式能源系統(tǒng)中的廣泛應用，基于實時數(shù)據(jù)采集的監(jiān)測、分析系統(tǒng)可以指導能源系統(tǒng)以最優(yōu)化的方式運行，實現(xiàn)高效發(fā)電、實時故障檢測、需求側管理等功能。新型智能電表和能效管理軟件如微網(wǎng)管理系統(tǒng)(MGMS)樓宇能源管理系統(tǒng)(BEMS)都是信息和控制技術在能源管理方面重要的硬件創(chuàng)新和軟件創(chuàng)新。良好的能源管理可以提高系統(tǒng)可靠性、幫助節(jié)能增效，從而為更多地部署分布式和可再生能源發(fā)電創(chuàng)造了可能性?？梢哉f，能源控制和管理技術變革正在深刻推動消費者改變其能源管理模式。

在典型的集成多種供能技術及儲能設施的分布式能源系統(tǒng)中，作為神經(jīng)中樞的能源管理系統(tǒng)不可或缺。能源管理系統(tǒng)監(jiān)測和控制供能設備的運行狀態(tài)，收集并分析用戶冷、熱、電能負荷的信息，并在不同系統(tǒng)狀態(tài)之間進行切換。先進的能源管理技術可以保證系統(tǒng)的能源供需平衡，提高綜合能源效率，并降低用戶的用能成本，這在樓宇和工業(yè)園區(qū)等大型分布式能源的應用場景中顯得尤為重要。例如，德國弗萊建筑集團聯(lián)合西門子公司在德國弗萊堡市開發(fā)建設“智能綠塔”(Smart Green Tower)項目就是在當前最先進的能源管理系統(tǒng)的綜合調(diào)度下實現(xiàn)了智能、高效、經(jīng)濟的穩(wěn)定運行。這座商住綜合建筑的屋頂及幕墻覆蓋太陽能電池板，為整座建筑提供可再生電力，并充當幕墻外的另一層隔熱材料。建筑內(nèi)部安裝了容量為0.5 MWh的鋰電池儲能單元，用來儲存分布式光伏產(chǎn)出的多余電力，平滑光伏系統(tǒng)的輸出曲線，并在尖峰負荷等情況下供電。智能綠塔配備的能源管理系統(tǒng)控制建筑內(nèi)的光伏、儲能以及耗能設備。結合分布式光伏的輸出功率監(jiān)測與當?shù)仉妰r的變化，能源管理系統(tǒng)將盡可能地提高分布式光伏的利用率，降低電網(wǎng)電力的使用比例，提升整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性;儲能單元的開關受能源管理系統(tǒng)的控制，系統(tǒng)將優(yōu)化太陽能電池板與電池之間的充電循環(huán);根據(jù)運行人員的需求，系統(tǒng)還可以在提高能效、降低用能成本和降低二氧化碳排放等不同情景之間進行切換。根據(jù)預測，這套能源管理系統(tǒng)將在建筑照明上節(jié)省80%的成本，供暖、通風和空調(diào)系統(tǒng)的成本也可以減少20%。

原標題:分布式能源迎來“奇點”