本刊专访记北京北变微电网公司总经理杜宏
本刊记者 王玉胜 李智
2012年3月5日,在第十一届全国人民代表大会第五次会议上,温家宝总理所作的《2012年政府工作报告》吸引了全国、全球的目光。关于2012年的工作总体部署更是令各行各业人心鼓舞。针对电力领域,温家宝总理在报告中强调要“加强用能管理,发展智能电网和分布式能源,实施节能发电调度、合同能源管理、政府节能采购等行之有效的管理方式。”
而智能微电网技术对发展智能电网和分布式能源的作用不可小觑。作为智能电网的重要组成部分,微电网技术可化解当前新能源并网难题,是推广新能源、节能降耗、降低碳排放量重要的高新技术,被形象地称之为打开新能源应用的“金钥匙”。北京北变微电网公司(以下简称北变微电网)就是制造这把“金钥匙”的专业企业。
作为智能微电网领域的先行者,北变微电网专注于智能微电网核心技术的创新,在智能微电网领域打下了扎实的基础,成为智能微电网系统解决方案的领先供应商。为进一步了解北变微电网的技术理念和解决方案,本刊记者就有关问题走访了公司总经理杜宏。
智能微电网发展浪潮拍岸而来
新能源发电(分布式发电)并网问题向来是业界聚焦的问题,在推进新能源发电大规模应用道路上,智能电网是解决问题的良方,在技术上一直不断地创新。其中,针对新能源并网的解决方案创新研究从未停止过。如今智能微电网作为一项全新的概念,开始活跃于光伏、风能等新能源应用领域上。
微电网是大电网的有力补充和有效支持,其核心功能是接纳清洁能源,增强电网综合服务能力,实现能源优化配置,提高用电效率,促进节能减排,保证用户用电的可靠、低碳和经济性。
“微电网实际上是伴随着新能源的发展而发展起来的,新能源发电始终存在并网难问题,限制了新能源发电的发展,而微电网就是为了解决这个问题而应运而生。”杜宏指出。
作为接有分布式电源的配电子系统,微电网是一个预先设计好的孤岛,它与大电网是有机整体,可以灵活连接、断开,既可与大电网联网运行,也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。微电网的发展改变了传统电网单一的供电模式,大大提高了电力系统的供电可靠性和供电效率。
“未来,随着新能源技术的不断进步和新能源发电成本的下降,届时用于新能源接入的微电网就会真正走入商业化普及阶段。未来每个小区、每栋写字楼都需要一个微电网。”杜宏说,这将改变未来的电网结构,从而可能引发一场电力传输模式的革命。
自2005年,美国能源部对智能微电网做出发展评估以来,智能微电网由于其自身的特色优势,逐步受到了资本市场的青睐。美国市场调查公司纳诺市场公司认为,智能微电网在医院、高科技事务性园区、教育场所、产业用途等已毫无异议地被大量应用,今后10年将可看到其大幅成长的情形。现在,微电网已经成为了世界上的研究热点。
“目前,我国在微电网领域的发展与欧美等国是同步进行,都处在示范工程阶段,都将进入微电网商业化应用阶段。”杜宏认为,“而且我们在某些方面还超过他们。”
伴随着我国智能电网的快速发展,越来越多的分布式能源接入,微电网技术将得到更广泛应用。国内领先的新能源企业都在积极开展这一领域的拓展,尚德、新奥、兴业等光伏企业都已有一些智能微电网示范项目。风电巨头也在研究微电网中的风机容量问题,准备进入此领域。而国内能源巨头及高端房地产项目业主、高耗能企业也在积极推进微电网系统。
国家发改委能源研究所有关专家透露,国家计划在2012年启动30个微电网示范工程,而且均要求带储能装置。未来几年,中国政府及企业将大力投资发展智能电网和微电网技术,并且各个省市都会增加微电网设施建设,以解决传统电网逐年凸显的问题。现在智能微电网迎来了加速发展的新阶段,中国即将进入微电网大规模产业化的前夜。
中国特色的智能微电网系统解决方案
面对即将掀起的微电网建设热潮,中国的微电网建设应该走怎样的技术路线?北变微电网经过多年的应用实践和研发,鲜明提出了“打造具有中国特色的微电网”的重要理念。如:支持多种新能源分布式发电,支持新能源并网;快速隔离,对大电网无影响,安全、稳定智能微电网;可并网孤网运行、即插即用、无缝切换;具有储能系统,支持削峰填谷,把电留住;提高用户供电可靠性;具有高效能源管理,提高能源利用率;节能环保、绿色低碳;适应中国现有的电力管理体制。
北变微电网提出的中国特色智能微电网,其核心是微电网控制系统,主要解决诸如如何实现在市电或者微电网故障时快速分离,如何适应中国当前电网的实际情况,如何解决微电网孤网运行时候的继电保护问题,微电网中各元件的接入和如何调控等问题。
针对这些现实问题,北变微电网集中了最优秀的电力系统方面的科研人员,在微电网控制领域的关键技术上进行自主研发。其关键技术主要包括微电网网关接口柜、微电网稳定控制器、有源电力滤波器、微电网监控计算机系统、微电网监控系统软件、微电网控制策略和微电网能量管理系统。“我们的核心技术并不落后于世界上任何国家,一些关键指标还处于国际领先水平。”杜宏说道。
目前,公司开发完成了微电网控制系统的成套产品,推出了核心硬件、微电网控制软件,以及MG1000~MG7000系列产品,并获得10多项科技发明专利和多项软件著作权。
其中,微电网PCC快速开关是系统中的关键硬件产品,填补了国内多项技术空白,PCC快速开关是整个微电网和市电连接点处的关口,检测试验中实现了8.8ms断开。另外,MG2100微电网继电保护装置是微电网功能实现的关键设备,具有孤网、并网保护模式(可根据系统指令自动切换),速断保护,三段式电流保护,手动分合闸等功能,从而保障微电网稳定运行,满足用户对供电安全方面的需求。
据杜宏介绍,公司的智能微电网系统解决方案具有众多的显著特点:1、具有光伏发电、风力发电机、三联供微燃机多种清洁能源发电,多电源可协调配合,可调可控;2、具有储能系统,可削峰填谷;3、负荷分级管理,保证一级负荷不间断供电;4、微电网通过快速开关(PCC)与市电互联,快速隔离;5、微电网可以并网、孤网运行,无缝切换;6、具有完善的微电网孤网运行稳定控制功能;7、具有完善的微电网孤网继电保护功能;8、可实现微电网孤网并网不间断模式切换;9、具有能源管理系统,节能降耗。
在此基础上,杜宏表示,北变微电网将继续对微电网控制领域的关键技术和产品进行持续创新,始终以领先性优势帮助客户建设可靠完善的微电网。
致力于成为微电网控制领域的龙头企业
我国率先实际运行的国网公司智能微电网示范项目(北京顺义华中园项目)的成功实施,是北变微电网在智能微电网领域创新解决方案的典范案例。该工程主要设备为一套25kW的太阳能光伏发电系统及并网式逆变系统,30kW三联供发电机组;一套微电网稳定控制柜(含30kW双向可调节逆变器和蓄电池组);一套地源热泵系统;一套电动汽车充电系统及微电网运行控制系统。系统可以并网或孤网运行,达到了工程示范的效果。
杜宏指出,该微电网示范工程的建设,为我国微电网建设提供了一个标杆性的样板,为下一步的微电网技术发展方向提供一个基本方案,并积累运行数据,提供了研究基地。“该项目的运行,是我国智能电网发展中的一个里程碑,为智能微电网与新能源技术的结合提供了成功示范,对推动我国新能源产业发展极具战略意义。”
另外,2011年12月,北变微电网作为技术负责公司,与合作伙伴一起一举中标北京市新能源产业基地智能微电网建设项目EPC总承包,此举更凸显公司在智能微电网领域的实力和水平。
该项目主要包括智能微电网变配电系统、风力发电示范系统、停车场光伏与电动汽车充电系统、储能系统、微电网能量管理控制技术、智能配电设计、智能用电设计、通信系统设计、高效能智能建筑与小区设计、供电负荷等内容。在该项目中,北变微电网倡导以绿色、优质、可靠用电为基础,将充分发挥在微电网领域整体解决方案、核心产品开发和系统集成能力方面的技术优势,利用国际先进技术,实现配电智能化、用电智能化和可再生能源接入,助力该项目成为国内首个政府主导的基于智能微电网的较大规模(5MW级)分布式智能电网示范工程。
该项目作为北京地区智能微电网标志性建设项目,对将北京延庆县打造成为集“绿色发电、可靠供电、智能用电”的智能电网示范城市,实现零碳排放,向世界宣示我国“发展清洁能源、大行节能减排、担负国际义务”的理念,具有重大的意义。
杜宏表示,公司将以微电网示范工程为依托,专注于智能微电网技术,抓住新能源的开发利用、微电网大力推广建设的难得机遇,实现跨越式发展。
“现在,全国各地的微电网示范工程不断上马,微电网近期可能需要1万套,中期需要10万套,远期甚至将达到100万套以上。公司将尽快把微电网设备生产形成产业规模,力争成为微电网控制领域的龙头企业。”杜宏最后强调,面对潜力强劲的市场,北变微电网将继续致力于打造具有中国特色的智能微电网,为用户提供更加高效、可靠和领先水平的智能微电网系统解决方案。