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6. 家庭式智能微网构架方案
通过前面的分析,为推广当前阶段分布式能源的发展,吸取国外的经验、借荐太阳能热水器的发展模式,适合的智能微网构架如下图所示:
图6-1 家庭式智能微网组成及结构框架图
其主要特点是:根据可预测未来8小时内家庭太阳能光伏、风电等分布式电源的发电量,以及家庭用电负荷的需求、可调节错峰能力,通过家庭智能电网量测设备、网络通信手段,借助专家分析系统,实现家庭负荷无功功率管理的控制,并通过控制二选一智能电子开关进行网络重构,协调发用电供需平衡,将家庭负荷以恰当的时间接入家庭自建分布能源网、或者接入电力系统主电网。因为家庭负荷本身就满足电网的接入条件,所以几乎没有准入门槛,只需要供电部门审核批准家庭网络构架方案即可,即保证分布式能源与主电网不同时并网。
可以设想,当太阳能充足天气炎热时,即可启用家庭空调,用自家产的电量来调节周围环境。且不说舒适的环境带来的愉悦之感,而且几乎不需花费购电成本,它好像本身就是一种大自然的循环调节组成部分,是一种与自然和谐相处享受生活的好方式。
在网络构架中,储能设备具有双重作用,太阳能充足、家庭用电需求少时,作为负荷进行充电;当夜晚或阴雨天气太阳能不充足时,作为电源工作于放电状态。当储能设备电量不足而又不能满足家庭用电需求时,通过智能控制技术可将一部分家庭用电负荷切入到主电网,来调节供配电的平衡。家用电动汽车、家用电瓶助动车,不作为储能设备,仅作为用电负荷,它是一种具有可调节手段的接入负荷。比如上下班用的电动汽车,可准备两套充电电池,一方面互相备用,另一方面可在白天上班时,通过家庭太阳能的充足电量对另一套充电,当太阳光不充足时,而又需要第二天更换电池时通过家用智能控制装置控制其用市电充电。
当一个小区或者一个社区以这样的模式建立起一定的规模,形成较大的分布式太阳能源时,可以将以家庭为单元的小智能微网集合成一个大型的小区或者社区微电网,这样就带动了全社会的微网发展。这种集合方式的主要好处是在更大一个层次面上实现能源优化,能源互济。不仅仅是电源容量增大,可调节手段多;另一方面因为用电负荷的不同时段需求、负荷特性多样化,对用电需求调节控制的手段也更灵活;还有,储能设备的集合,其充放电控制手段也更具有可调性,效益更高。这种集合所花费的成本也较低,仅需建立一个智能微网控制主站,通过网络通信手段,协调控制每一个家庭单元已建的智能微网控制装置,将智能微网控制装置作为主站下面挂设的一个子站运行。
4. 结语
通过分析当前分布式能源接入主电网的前置流程、国内外分布能源建设的现状、微电网的发展存在的受限问题,提出了一种适用于当前阶段的微电网发展模式---家庭式智能微网。并且,通过集合式家庭式智能微电网的发展,将家庭式智能微网引入一个更宽泛的概念,将家庭式微网的建设归结为分布式能源的建设;将家庭式微电网中的分布式能源拓展为包括家居分布、楼宇分布或者小区/园区分布、小型个体企业自建的所有分布式清洁能源。基于这种模式的微电网建设,不仅促进了微网发展的新时代,同时也极大地响应了国家电力改革的政策,通过这种理念,不仅可以充分利用分布式清洁能源,而且通过用电优化对就地负荷调配,还能极大地节约能源,提高能源的利用效益。
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