详解高比例可再生能源应用的四个阶段

如何让可再生能源在电力系统中高比例应用？高比例应用可再生能源的路径是什么？各阶段对逆变器的要求不一样。现在无非就是做分布式+储能变成微网，不同阶段对自动化逆变器完全不一样。

高比例可再生能源的应用主要分为四个阶段，分布式光伏发展、分布式+储能、多能互补微电网和区域能源管理平台。

高比例利用可再生能源，分布式光伏在近两年发展非常快。分布式与电网的关系，可以就近消纳、减少远距离输电造成的损耗。分布式规模小、数量多、地理上分散、不可见、不可调度、管理上难度非常大。即发即卖是刚性的，它对电网是不友好的。有的地方在超发，但原来是有规定的，很多地区提出园区电网交流只有25%，随着集群的联网后对电网的交流只有10%。

分布式光伏一定要高比例使用，首先就要加储能，加多少？简单的加储能行不行？加储能有一个重要的问题，就是一直在谈波动性的解决问题。风电和光伏的波动性是实实在在存在的。现在老讲新能源替代传统能源，自己解决波动性是需要传统的原理来解决。需要给你备书，现在你要替代它，高比例的淘汰掉，技术上不进行突破不可能。现在储能的度电成本偏高，怎么降低度电成本非常重要。系统的成本要降低，储能最大的问题是供电成本的降低，怎么提高系统的效益？同样的系统，储能系统做得好的可以达到85%，锂电池做90%，那度电成本差的非常大。很多电池在运行时，出厂运行一段时间以后变化不大，但是它会进行漂浮的。怎么进行在线调整与在线的更换，我们要突破一些技术。上海立项固定成本降到0.5元左右，峰谷电价差0.91元。西藏有纯储能的系统，我们用了部分的铅炭和部分的锂电池，度电成本降到0.45元。但西藏的电力局给的条件非常好，光伏上网电价为1.15元，但西藏光伏有30%，给我们一毛钱或者两毛钱都划算。储能系统如果想盈利，那一定要注意度电成本，怎么提高你的度电成本，是储能系统应用的关键。做到这点市场无限大。昨天和有关的电池厂商讨论，他们认为未来的三年之内电池的成本会降到50%以下。那个时候的度电成本是三毛钱，空间无限大。高比例的使用可再生能源，一定要自己解决波动性的问题，不要指望电厂解决。我们应用分布式的，现在整个电网还是大电网，还是集中式的供电和发电。电力的发展向碎片化发展、复合式发展。现在要注意一个问题，安全性和稳定性。除了储能之外，下一步要解决多能互补和微电网问题。光伏+储能，如果只做这个模式，那一年甚至是不到一年的时间就会出现问题。因为对它没有进行有效的监控，电池是短板效应的，如果电池坏了就会有问题。

多能互补系统复杂。能量管理系统解决什么问题？光伏发电、储能、风力发电、燃气发展、电压源、电流源、电力电子变流器、同步发电机。发电功率波动、负荷变化和储能差异。单纯的光伏发电对逆变器的要求是单向的。要做到多能互补对逆变器有更多的要求。2013年在青海做了7.2兆瓦的光伏，28兆瓦时的储能系统。每天两万度电，连续三年供电。当时我们用了一部分的锂电池，一部分铅酸作为储能的备用，光伏没有任何问题连续三年。我们对逆变器的要求有什么，需要多台逆变器的并联运行。当时一台逆变器是500K，我们用了八台逆变器组成了四兆瓦逆变器。我们在青海做了三个项目，四兆瓦的光伏，40兆瓦时的储能。必须要有经济性，没有经济性是不行的。我们准备收购加州的储能项目，那个储能项目本身就是为电网服务的。去了以后发现非常大的问题，PCS五只能允许电池按照0.25C进行储能。当电网要求它做调整时容量不够，除了做电网储能的服务之外，调峰需要电池充放电能力和调频完全不一样。当一个系统需要调频调峰时怎么办，这都是我们需要解决的问题。把这个问题解决后，系统的经济性明显提高。如果系统纯粹进行调峰的话，那回报率全球不到6%。但如果调频降下去以后可以到10%。

西藏的系统我们有18台设备同时并联，20兆瓦时。我一直在说可再生能源高比例替代传统能源，进行多能互补。当一个小区多能互补，自己对电网依赖越来越小的时候，依赖只有25%，再降低到10%的时候。这种模式可以大规模推广，而且又有经济性的时候，能源革命替代是自然而然产生的事。

可再生能源替代传统能源趋势不可阻挡，我去加州他们该做光伏做光伏，该做储能就做储能。可再生能源替代传统能源，给子孙后代留下蓝天白云，这是大家共同的任务，也是使命。加拿大在关燃气电站，就是用储能进行调频调峰。储能调峰的技术需要解决，利用储能进行调频。现在可以做到一百毫秒一百兆，我们要进行技术突破。

可再生能源的大规模应用，现在的技术关键就在储能。储能不是没技术，储能的性价比要提高，怎么提高性价比？智能逆变器要使得多台逆变器并联运行，并联运行中间进行转化。如果不在线进行转化，当你的组合和电源在波动变化时会跟不上。大功率的储能电站怎么进行管控。我们得把一个个的储能利用分布式的储能变成集中的储能，我相信随着技术的突破和光伏电站的设立，特别是锂电池和铅炭电池成本的下降，这是看得见的。

今年除了在美国、加拿大、澳大利亚试点之外，我们国内也做了几个项目。北京专门成立部门，现在的资金对它的追求很厉害。短短的两个月谈到有意向的公司投资的基金超过50亿。要把这个技术真正的研究透，研究好。

多能互补微电网解决方案——减少荣誉配置、优化投资组合，几个不同的电源组合起来，管理策略和控制策略很重要。混合储能，科学搭配，有的人一谈储能就说要用锂电池和铅炭电池，不是这样的，完全可以与储能混搭起来用。现在在西藏就是混搭的，为什么一定要锂电池呢？系统进行波动时，我们快速的充放电，正常的用铅炭电池就可以。给我四小时充，四小时的放，价格完全不一样，要混合搭配，增强系统弹性，精控储能充放特性。我们说的控制模型需要改变，容错可靠性非常重要，对于运行错误怎么处理？怎样进行在线的改进，这都是我们需要想的，否则系统不会稳定。

传统的储能系统也是这样波动的，不适合用传统的模式做。供给侧需要发生很大的变化，微电网很多问题在储能，储能的度电成本0.51元，铅炭电池0.31元。多能互补的核心是能量管理系统，稳定性是分钟级的，经济性是小时，持续的优化周、月、年。刚开始微电网要稳定运行、经济性的运行策略，运行中间要有学习的功能。自动和非自动地调节储能控制策略和控制模式，最终优化运行，根据用户行为和数据库进行优化。

区域能源管理平台。任何单机的电网哪怕机组再大，一百万、两百万，系统还是可能会出问题。互联网上单个微网的稳定性也是有缺陷的，所以变成了微网群的控制，你家的屋顶上有微网群，就是隔墙销售和交易。微网群有的会有很多，有的微网群会很少，这时电力交易自动地出现。多个微网群的稳定性肯定比单个微网的稳定性好，而且电力系统大电网的需求逐步下降。如果大电网需要进行25%的能量交换，换取系统稳定。分布式到分布式+微网的控制，我们一步一步地走过来。一定要对电网的依赖越来越少，园区负荷和区域的负荷，只有可再生能源稳定的运行，而且具有经济性才能够把它替代掉。

这些对逆变器有很高的要求，虚拟的同步发电机测试，要并网并上去。认证平台有四个模拟网同时公开运行的。系统放在云平台上，只有在技术上取得突破，只有自身发展了市场才是你的，否则市场永远不会是你的。

高比例使用可再生能源，储能技术应用以及微网和微网群的应用。需求侧的响应政策导入非常重要，澳大利亚电价五分钟调一次，美国加州15分钟调一次，而且低谷电价和高电价可以到三倍以上。需求侧的响应不是强迫你少用电，人家的电价在波动时你不充放，充放机会会多，盈利会大。现在很多储热的房间，半夜把加热器都开了，白天都关了，自然把负荷就导入。用电价机制控制你。德国当天的电价和平常完全不一样。我国的电价机制是大电网带来的。集中供电发电向分布式的发供电转变不管是新能源还是电网，可再生能源替代传统能源不是市场竞争问题，而是人类生存问题。我们在新能源领域一定要多努力，我相信高比例可再生能源利用肯定能做到。