主页(http://www.cnwulian.net):推动智能电网发展动力因素的具体需求
由于发电设备在输电网层级是集中式接入的,而在配电网层级是分布式(或分散式)接入的,因此高渗透率可再生能源发电的接入并维持系统性高质量(满足安全性、可靠性、电能质量方面的需求)的相关解决方案是发展未来电网最具挑战性的问题。在现有能源相关的监管框架和技术发展条件下,配电网中分布式能源(DER)尤其是分布式电源(DG)的渗透率持续增长,未来可以预见其渗透率仍将持续增长(主要包括风力发电和光伏发电),这将增加配电网层级电源接入的密度。
在交通运输方面,电气化是减少二氧化碳排放以及对化石燃料依赖的重要机遇。近年来,世界各地致力于电动汽车和蓄电池的发展。一方面,电力系统中电动汽车的大量接入将导致电力系统的能源消耗需求和峰荷的显着增长;但另一方面,或许可以通过电动汽车并网(V2G)技术来利用电动汽车的额外储能容量。最近还提出了G4V的接入方式,即设计适应接入电动汽车的网络。智能电网技术提倡电动汽车的接入采用优化策略的充电模式:当电网需求低时或者当可再生能源的电力成本较低时,利用宽裕的系统容量和低成本的发电。从长期来看,智能电网技术还可以实现电动汽车蓄电池的电能在需要时回馈系统。
满足可再生能源/分布式发电的接入
满足能源消费的发展趋势
电动汽车及其V2G技术的需求
可再生能源的发电基于各种资源,如风能和太阳能。由于储能设备可以支撑本地和区域的供电,并能够与需求平衡,因此在电力混合能源区域中使得可以集成高渗透率的可再生能源。主要的电力储能技术包括以下各种类型:水电储能、压缩空气储能、电池、基于氢的能源系统、二次电池、飞轮、超级电容以及超导励磁等。在容量和功率方面,每项技术及其特点可以用来支撑实现不同时间范围内的功率平衡。储能可看作是管理智能电网的多变性和容量的一种手段。智能电网的进化将有赖于储能技术成本效益的提高,尤其是在应用及实施了其他分布式发电和需求侧管理方案的早期阶段。智能电网需要提供不同的解决方案,以便在电网中主动接入不同的储能技术。
因此,以下要素变得更加重要:与双向潮流有关的技术问题、可靠性(电能质量和供电连续性)、电网稳定性、电网容量、电网管理、电量和负荷的大小。通常的策略是将分布式发电看作“负”负荷,对未来电网来说,这种“安装即忘(Fit&Forget)”的理念是不可持续的且不适用的,有必要采用DER主动接入的新方法,即主动配电网的方法,以及最大限度地利用现有电网的基础设施容量。
智能电网作为欧洲技术平台所要求的未来电网,可通过以下方式满足欧洲未来的需求[6]:①灵活性:满足客户需求的同时可以有效应对面临的挑战与变化;②可接入性:满足所有客户的接入要求,尤其是可再生电源以及低碳排放的本地发电的高效接入;③可靠性:确保和提升电网的安全性和供电可靠性,与灵活应对数字时代的风险和不确定性的需求相一致;④经济性:实现最高的利用价值,具体手段为创新、高效的能源管理以及“公平竞争”的规则等。
满足储能的需求
国际能源署(IEA)将智能电网视为国际社会的一项重要发展,用以实现能源安全、经济发展以及减缓气候变化的目标。智能电网可在提高需求响应和能源效率、接纳各种可再生能源资源和电动车充电服务的同时降低峰荷需求并维持电力系统的可靠性。
发展智能电网的一个重要驱动力是电力在全球能源消耗中的份额不断增长,由此将导致更高的发电需求预期,并在输配电网中会有更高的峰荷。对于发电设备而言,在输电网层级是集中式接入的,而在配电网层级是分布式(或分散式)接入的。为实现全球二氧化碳的减排目标,电力需求的增长将来需要由可再生能源资源(RES)和不断增加的分布式发电(DG)来满足。就电网应对未来目标的相关解决方案而言,最具挑战性的是,在应对大量可再生能源并网的同时还要维持系统高供电可靠性。