分散式風(fēng)電的崛起已不可逆轉(zhuǎn)。“其原因不僅是大風(fēng)電基地面臨棄風(fēng)限電情況下的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，更是因?yàn)槠溥m應(yīng)了集中式電力系統(tǒng)向分布式電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的趨勢。”9月3日-5日于湖南株洲舉行的2018國際能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大會(huì)上，風(fēng)電業(yè)內(nèi)人士說。

跳出風(fēng)電看風(fēng)電，除了自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化布局的內(nèi)在要求外，分散式風(fēng)電也與以分布、互聯(lián)、智能為特點(diǎn)的未來能源系統(tǒng)高度契合。分散式風(fēng)電既適應(yīng)了能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的大勢，同時(shí)也倒逼著能源系統(tǒng)加速轉(zhuǎn)型。

順應(yīng)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型大勢

作為“信息互聯(lián)網(wǎng)”向“價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)”轉(zhuǎn)變的物理載體，能源物聯(lián)網(wǎng)是分布式能源、可再生能源和智慧能源系統(tǒng)的集成解決方案。

中國中車總信息師王勇智在會(huì)議上表示，自2009年“感知中國”戰(zhàn)略提出后，我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)就進(jìn)入了快速發(fā)展階段。近年來，數(shù)字化、大數(shù)據(jù)等元素在能源利用及能源管理領(lǐng)域得到了越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。中小型風(fēng)力發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、太陽能發(fā)電等分布式能源發(fā)電量不斷增長，迫切需要“智能化”的互聯(lián)互通，以應(yīng)對不斷變化的能源需求和高效管理。

與會(huì)專家表示，能源物聯(lián)網(wǎng)是將互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用到能源系統(tǒng)，把集中式的單向生產(chǎn)者控制的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成以分布式為主且與消費(fèi)者有更多互動(dòng)的雙向能源系統(tǒng)。在這一過程中，伴隨著提高可再生能源比重，實(shí)現(xiàn)多元能源的有效互聯(lián)和高效利用。

而分散式風(fēng)電恰恰是分布式能源系統(tǒng)中最重要的能源品種之一。

據(jù)介紹，我國中東南部地區(qū)19個(gè)省可開發(fā)的分散式風(fēng)電存量達(dá)10億千瓦，目前已經(jīng)納入相關(guān)規(guī)劃的分散式風(fēng)電項(xiàng)目約0.9億千瓦，開發(fā)率不足8%。

“中南部地區(qū)的地理環(huán)境、土地資源等因素決定了分散式風(fēng)電將成為與集中式風(fēng)電共處的一種重要形式。” 中車株洲所分布式風(fēng)機(jī)開發(fā)負(fù)責(zé)人王寶歸認(rèn)為。

適應(yīng)電網(wǎng)要求也推動(dòng)電網(wǎng)變革

“能源物聯(lián)網(wǎng)是未來大能源系統(tǒng)技術(shù)體系重構(gòu)的變革，但當(dāng)前在具體實(shí)物層面還存在一定困難。”中車株洲所總工程師馮江華認(rèn)為。

在金風(fēng)科技儲(chǔ)能科技公司總經(jīng)理趙帥央看來，在微網(wǎng)當(dāng)中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，如大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等，不同的技術(shù)所體現(xiàn)的價(jià)值不同，這些技術(shù)只有耦合在一起才會(huì)形成強(qiáng)大智能的微網(wǎng)和能源物聯(lián)網(wǎng)。

業(yè)內(nèi)人士告訴記者，目前風(fēng)電的非技術(shù)成本中，電網(wǎng)接入成本占據(jù)了重要部分。

與會(huì)專家認(rèn)為，分散式風(fēng)電等分布式能源，最終將推動(dòng)能源系統(tǒng)的變革，例如在驅(qū)動(dòng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮積極作用。

中車國家變流技術(shù)研究中心資深專家佘岳表示，我國電網(wǎng)系統(tǒng)正經(jīng)歷從集中并網(wǎng)、遠(yuǎn)距離輸送到分布式并網(wǎng)、就近消納的轉(zhuǎn)變，未來將進(jìn)一步發(fā)展到可離網(wǎng)運(yùn)行的微網(wǎng)階段。

據(jù)介紹，第一個(gè)階段是集中并網(wǎng)階段。從上世紀(jì)60年代開始，集中式的單一供電系統(tǒng)就已初步形成。而風(fēng)電、光伏等新能源2000年之后才開始大規(guī)模發(fā)展，因此，最初的新能源并網(wǎng)方式就是集中并入大電網(wǎng)，長距離輸送到用戶端。這一傳統(tǒng)技術(shù)成熟可靠，但經(jīng)濟(jì)效益相對較低。

“現(xiàn)在我們所處的階段是第二個(gè)階段，分布式光伏和分散式風(fēng)電直接接入配電網(wǎng)。” 佘岳表示，“這一階段的特點(diǎn)是電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)距離較近，輸電能耗較低，系統(tǒng)也相對安全、靈活。但是，目前這種電網(wǎng)系統(tǒng)還不能離網(wǎng)運(yùn)行，需要并網(wǎng)運(yùn)行。”

第三階段則是微電網(wǎng)階段。其特點(diǎn)是既能夠并網(wǎng)運(yùn)行，也能夠離網(wǎng)運(yùn)行，講究多能互補(bǔ)， 與儲(chǔ)能密切相關(guān)。

以分散式風(fēng)電為代表的分布式能源并網(wǎng)，除了對新能源本身的特殊要求外，對電網(wǎng)的響應(yīng)速度和諧波補(bǔ)償能力等也提出了更高要求。因此，在分散式風(fēng)電和未來電網(wǎng)系統(tǒng)的融合過程中，既有相互適應(yīng)，也有相互改變。分散式風(fēng)電在適應(yīng)電網(wǎng)需要、提升自身性能的同時(shí)，也推動(dòng)著電網(wǎng)系統(tǒng)向更靈活、更智能化轉(zhuǎn)變。

中國科學(xué)院院士周孝信說，目前我國發(fā)展的第三代電網(wǎng)是主干電網(wǎng)與局域配網(wǎng)、微網(wǎng)相結(jié)合的電網(wǎng)，也是以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)為核心，以新一代電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)。其特征正是高比例的可再生能源電力系統(tǒng)；高比例的電子裝備電力系統(tǒng)；多能互補(bǔ)的綜合能源電力系統(tǒng)；信息物理融合的智能電力系統(tǒng)。電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢就是要有能力適應(yīng)分散式風(fēng)電等大量分布式新能源的接入。

“賦能”分布式風(fēng)機(jī)研發(fā)

除了要經(jīng)歷一個(gè)長期的與電網(wǎng)艱難的磨合過程外，現(xiàn)階段，分散式風(fēng)電的特點(diǎn)也對風(fēng)機(jī)自身提出了特定要求。

“分散式風(fēng)電一般接入當(dāng)?shù)氐?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">10千伏或者35千伏配電網(wǎng)，由于是弱電網(wǎng)，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況以及當(dāng)?shù)氐挠秒娯?fù)荷消納情況會(huì)對電網(wǎng)造成較大影響。裝機(jī)規(guī)模會(huì)受到當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷或當(dāng)?shù)刈儔浩魅萘康南拗啤?rdquo;王寶歸說。

分散式風(fēng)電投資規(guī)模小、開發(fā)靈活，但開發(fā)成本相對較高。由于其大多分布于港口、工業(yè)園區(qū)等人口密集的地方，對環(huán)保和安全提出了更高要求。由于主要面向低風(fēng)速區(qū)，項(xiàng)目分散，面對的環(huán)境也復(fù)雜多樣。同時(shí)，也正因?yàn)轫?xiàng)目分散，對運(yùn)維要求更高，更需要風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化。

王寶歸認(rèn)為，基于分散式風(fēng)電的特性，過去適用于集中式風(fēng)電的風(fēng)機(jī)不能照搬到分散式風(fēng)電的應(yīng)用場景下。而是需要進(jìn)一步提升和創(chuàng)新，研發(fā)出真正適合分散式風(fēng)電特點(diǎn)的風(fēng)機(jī)。其方向是：成本經(jīng)濟(jì)、安全可靠、電網(wǎng)友好、智能運(yùn)維。

顯然，能源物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，也給分布式風(fēng)機(jī)的研發(fā)提供了更多可能和更大創(chuàng)新空間。

趙帥央表示，能源物聯(lián)網(wǎng)不能僅僅為了“聯(lián)”而“聯(lián)”，其最終目的，是實(shí)現(xiàn)更高效率、更低成本、更安全、更有價(jià)值的能源應(yīng)用。

在業(yè)內(nèi)看來，在能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加持下，分布式風(fēng)機(jī)理應(yīng)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的適應(yīng)性、更高的安全性、更融于環(huán)境和社區(qū)的友好性。