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  • 國家重點節能低碳技術:微電網儲能應用技術
  • 2017-04-05 10:55:34分享到
近日,國家發改委發布了《國家重點節能低碳技術推廣目錄(2017年本低碳部分)》本文特整理相關技術簡介如下:
 
微電網儲能應用技術適用范圍:電力行業各類型微電網工程以及分布式風儲、光儲工程
 
主要技術內容:
 
根據微電網項目特點和實際需求確定儲能系統在微電網中的功能定位,通過儲能定容方法確定儲能系統規模容量,根據方案技術研究確定最優化的系統拓撲結構、關鍵設備選型和運行控制方案,并提供儲能系統安裝和運維優化建議。
 
該技術可合理配置應用儲能系統,減少設備投資,提高設備使用壽命和運行效率,有效提高微電網對可再生和清潔能源接入容量。
 
適用條件:偏遠海島微電網
 
建設規模:10MW級風光柴儲海島微電網,儲能系統為500kW×6h
 
投資額:儲能系統約為350萬元
 
一、技術名稱:微電網儲能應用技術
 
二、技術類別:零碳技術
 
三、所屬領域及適用范圍:電力行業各類型微電網工程以及分布式風儲、光儲工程
 
四、該技術應用現狀及產業化情況
 
近年來,為充分利用可再生能源、解決分布式發電有效接入電網問題,我國積極開展了微電網的研究工作,并逐步推進建設微電網示范工程。儲能系統是微電網的重要組成部分,在微電網中最優化地應用先進儲能技術是提高微電網可再生清潔能源接入容量的重要手段,具有積極的節能減碳意義。目前我國先進儲能技術研究以及儲能技術在微電網中的應用研究尚處于起步階段,但已經得到了廣泛的關注和重視。近年來,先進儲能技術已陸續在微電網示范工程中得到了一定的示范應用并取得良好的效果,具有廣闊的應用前景和市場空間。
 
五、技術內容
 
1.技術原理
 
該技術根據微電網項目特點和實際需求確定儲能系統在微電網中的功能定位,通過基于先進理論算法的儲能定容方法確定儲能系統規模容量,根據方案技術研究確定最優化的系統拓撲結構、關鍵設備選型和運行控制方案,并提供儲能系統安裝和運維優化建議。該技術使得儲能系統在項目中得到合理配置應用,減少設備投資,提高設備使用壽命和運行效率,有效提高微電網對可再生和清潔能源接入容量。
 
2.關鍵技術
 
(1)多種運行模式下的微電網儲能系統集成設計技術
 
通過具有多項自主知識產權的集成設計技術提供不同類型和運行模式下的微電網儲能系統工程設計方案,包括確定儲能系統功能定位、規模容量、系統架構、設備選型、運行方式、控制保護方案以及提供安裝和運維優化建議。
 
(2)基于全生命周期模型和改進粒子群優化算法的儲能系統定容技術
 
綜合考慮項目規劃期內資源隨機性以及風、光、儲的互補特性,以全生命周期成本最低為目標函數,以電源出力平衡、系統可靠性等為約束條件建立模型,優化選取電源和儲能系統配置容量,降低微電網在全生命周期投資費用。
 
(3)基于風電和光伏功率預測的儲能系統定容技術
 
采用快速啟動發電設備與儲能設備構成聯合備用供電結構,基于微電網廠址內風、光資源歷史數據和風光功率預測技術,預判全生命周期中快速啟動發電設備的最長啟動時間內風電和光伏的最大功率波動,以此計算儲能設備最小容量,優化儲能系統配置。
 
(4)基于微電網功率平滑控制的混合儲能系統技術
 
儲能單元由超導磁體/超級電容和鉛酸電池構成,實現超導磁體/超級電容實時提供功率補償微電網功率波動,鉛酸電池作為其能量儲存單元。該技術既能提供大功率輸出,又可提高儲能容量,且能允許儲能系統頻繁充放電,實現微電網功率平滑控制。
 
(5)微電網集約式光儲熱冷系統集成技術
 
將分布式光伏、儲能、供熱和供冷設備集成為一體,統一完成電能的收集、儲存和應用輸出,形成集約化產品。該集成技術可減少設備占地面積,簡化設計生產流程和設備接口,降低維護費用,同時也便于模塊化管理和擴展,十分適合應用于海島微電網項目。
 
3.工藝流程
 
微電網儲能技術實施流程見圖1。
圖1微電網儲能技術實施流程圖
 
六、主要技術指標
 
1.微電網風、光等可再生能源利用率提高5%~20%;
 
2.儲能系統效率提高5%~15%;
 
3.循環壽命提高5%~20%。
 
七、技術鑒定情況
 
該技術獲得國家發明專利1項目,實用新型專利3項,并于2015年通過廣東省電機工程學會組織的科技成果鑒定。
 
八、典型用戶及投資效益
 
典型用戶:南方海上聯合開發有限公司
 
典型案例1
 
案例名稱:珠海萬山海島新能源微電網示范項目東澳島工程
 
建設規模:10MW級風光柴儲海島微電網,具有并網和孤網兩種運行模式,儲能系統為500kW×6h。
 
建設條件:海島微電源和電網絡建設,解決偏遠海島供電問題。
 
主要建設內容:海島風機、光伏系統、柴油發電廠、儲能系統、35kV降壓站和10kV電網絡等。
 
主要設備:配置儲能鉛炭電池3600kWh;配置500kW雙級式多分支儲能變流器1臺;采用基于IEC61850的全通信監控方案,配置電池智能管理系統;配置電池熱管理系統。
 
儲能系統投資約為350萬元,建設期為3個月。
 
項目年減排量約739tCO2,碳減排成本為400~600元/tCO2。年產生經濟效益約為98.6萬元,項目投資回收期約4年。
 
典型案例2
 
案例名稱:珠海萬山海島新能源微電網示范項目桂山島工程
 
建設規模:10MW級風光柴儲海島微電網,具有并網和孤網兩種運行模式,儲能規模為2000kW×2h。建設條件:海島微電源和電網絡建設,解決偏遠海島供電問題。
 
主要建設內容:海島風機、光伏系統、柴油發電廠、儲能系統、35kV降壓站和10kV電網絡等。
 
主要設備:配置儲能鉛炭電池3600kWh;配置500kW雙級式單分支儲能變流器4臺;采用基于IEC61850的全通信監控方案,配置電池智能管理系統。
 
儲能系統投資約為550萬元,建設期為3個月。項目年減排量約986tCO2,碳減排成本為400~600元/tCO2。年產生經濟效益約131萬元,投資回收期約4年。
 
九、推廣前景和減排潛力
 
隨著我國新能源發展戰略的持續推進以及微電網技術的日趨成熟,微電網將在海島、工業園區、辦公園區以及偏遠缺電地區得到更廣泛的實施推廣,微電網先進儲能應用技術具有廣闊的發展空間和應用前景。預計未來5年,國內微電網工程將建設超過300座,預期推廣比例將達到5%,項目投資將達到5億元,可形成的年碳減排能力約為20萬tCO2。
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