蓄電池+建筑用電直流化 北京就無需再“壓榨”河北的電廠了

發布時間:2019-09-23 11:56    來源:中國能源報
 

關鍵詞:蓄電池 動力電池 能源革命

摘要:居住建筑比辦公建筑更容易實現分布式蓄電,以實現電的穩定性需求。充分結合電動汽車動力電池與充電樁,可有效利用建筑用電低谷時的容量,不僅無需增加總的供配電容量,還可減少約一半分布式蓄電池的配置容量,從而使成本大大降低。這時候大量電動汽車接入電網充電不僅不是“禍害”,而且能夠“變廢為寶”。

  9月19日,能源產業獻禮“新中國70華誕”主題活動——第三屆(2019)中國能源產業發展年會暨首屆“能源文化節”在京舉行。年會同期舉辦了“2019中國城市能源變革高峰論壇”。中國工程院院士江億在會上致辭時認為,大量電動汽車接入電網充電不僅不是“禍害”,而且能夠“變廢為寶”。“北京市現在有約8億平方米的民用建筑、約200萬輛電動汽車,用電負荷約800萬千瓦,如果有一半建筑用電實現直流化,再充分結合電動汽車動力電池與充電樁,就無需再“壓榨”河北省的電廠了,還能形成1000萬千瓦可再生電力的接收能力。”江億認為。

  以下為發言摘編

  供給側與消費側的能源革命主要包括三方面:

  ▲第一是保證能源安全,對外依存度不能太高;

  ▲第二是改變能源結構,解決霧霾問題;

  ▲第三是大力減少化石能源,從而實現低碳發展,應對氣候變化。

  要實現這樣的能源革命目標,就必須大力發展非碳、零碳能源,減少對化石能源的依賴。路徑就是大比例發展水電、風電、光伏等零碳的可再生能源,以及核電,從依賴化石能源轉為依賴非碳能源。這些非碳能源特點是都帶“電”字,所以能源利用路徑從原來的化石能源發電、供熱轉為直接從可再生能源發電。因此需要大幅度提高城市能源用電比例,迎接新的電氣化時期到來。

  以前發電廠與末端用戶的連接是剛性的,即任何一個時候發出的電都得在這一瞬間消耗掉,供需之間是強耦合的。而現在可再生電力不確定性、隨機性非常強,電力消費側的結構調整、工業用戶比例變少、民用建筑比例變大,也有隨機性因素。這兩個隨機性互相疊加,導致供需關系成為非常大的問題,所以必須變剛性連接為柔性連接,改為大比例的可再生能源電力,這種柔性連接供需的電力關系,可能變成新一代能源系統城市里最主要的問題。

  隨著現代化城市發展,建筑、交通用電比例越來越大,電動汽車有可能替代燃油車,成為主要的交通方式。隨著電動汽車的使用比例增加,若用現在的模式解決充電樁問題,對電網是極大的沖擊,而且極不穩定,這些是必須要解決的問題。

  解決的核心是要發展建筑的柔性用電模式。建筑中大量的變壓器、設備有空載現象,再加上建設充電樁,使城市配電容量加大一倍甚至更多,這將給城市配電系統穩定安全運行帶來較大的挑戰。

  如何使充電系統、建筑用電系統變害為寶?調節電力系統負荷變化匹配可再生能源的柔性負載,是當前面臨的大問題。這幾年國內不少企業、研究機構等認為,未來要在建筑中安裝蓄電池,同時連接室外充電樁,實現全直流化。

  直流最大的好處是什么?這樣一來,負載就從剛性變成柔性,允許直流側電壓在正負30%范圍內變化且不會影響任何供電。

  還有一類可間歇運行的裝置,根據電壓的變化調節,在低壓的時候供應不足時關閉,高壓的時候再打開。只要靠直流電壓的母線變壓變化為信號,傳導到各個末端,各個末端根據自己的特征可以自行調節容量變化,實現柔性。這個柔性有多大?初步估計,根據電壓變化響應,辦公建筑用電負荷變化幅度可達到15%-30%,酒店則可達到30%。

  原來不考慮柔性的時候,要安裝很大容量的電池才能實現建筑物的柔性用電。現在考慮了建筑本身負荷可以調節的因素之后,不需要安裝特別大容量的電池就可以實現建筑整體柔性,并且進一步提高供電可靠性和供電質量。

  居住建筑比辦公建筑更容易實現分布式蓄電,以實現電的穩定性需求。充分結合電動汽車動力電池與充電樁,可有效利用建筑用電低谷時的容量,不僅無需增加總的供配電容量,還可減少約一半分布式蓄電池的配置容量,從而使成本大大降低。這時候大量電動汽車接入電網充電不僅不是“禍害”,而且能夠“變廢為寶”。

  北京市現在有約8億平方米的民用建筑、約200萬輛電動汽車,用電負荷約800萬千瓦,如果有一半建筑可以變成直流系統,并按照上述方法設計充電樁,就無需再用“壓榨”河北省的電廠了,還能形成1000萬千瓦可再生電力的接收能力,并可大規模發展風電。同時因為沒有了用電高峰,整個城市配電網容量會大幅度降低,這是一個電力系統的根本變化。

(責編:)

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