發(fā)展“光儲(chǔ)直柔” 促成零碳電力的實(shí)現(xiàn)
電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變
碳中和電力由風(fēng)光電占主導(dǎo)，其裝機(jī)容量可達(dá)約80%，發(fā)電量占約60%。
電力系統(tǒng)面臨的重大變化
·電源:由集中轉(zhuǎn)為集中與分布相結(jié)合，
·可調(diào)性:可調(diào)節(jié)的電源為主轉(zhuǎn)為不可調(diào)節(jié)的風(fēng)光電占到60%以上
·穩(wěn)定性:轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不足，可作為旋轉(zhuǎn)備用的電源不足
·調(diào)節(jié):由對(duì)電源的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為對(duì)儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)
·分布式電源、分布式儲(chǔ)能占比將提高到40%-50%
·由集中對(duì)電源的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為電源和用電終端的協(xié)同調(diào)節(jié)
未來(lái)的電源結(jié)構(gòu)
·核電:2億kW，年發(fā)電量1.5萬(wàn)億kWh
·水電:5億kW，年發(fā)電量2萬(wàn)億kWh
·風(fēng)電光電:75億kW，年發(fā)電量9.5萬(wàn)億kWh
·調(diào)峰火電:7億kW，年發(fā)電量1.5萬(wàn)億kWh
·風(fēng)電光電裝機(jī):西北20-25億kW，中東部地區(qū):50-55億kW
·城鎮(zhèn)屋頂:8億kW，農(nóng)村屋頂:20億kW，集中光伏:20億kW
·海上風(fēng)電:5億kW，陸上風(fēng)電:15億+7億 kW
發(fā)展風(fēng)電光電需要的調(diào)畜資源
·中東部風(fēng)電光電裝機(jī)50-55億kW
·海上風(fēng)電5億，屋頂光伏20億，集中風(fēng)電光電25-30億
·需要的儲(chǔ)能調(diào)蓄能力:35-40億kW
·中東部的調(diào)蓄資源:
·抽水蓄能:5億kW
·可調(diào)節(jié)水電:3億kW
·空氣壓縮、液流電池、其它的集中儲(chǔ)能:10億kW
·尚缺少20億kW左右的調(diào)蓄資源
·通過(guò)"光儲(chǔ)直柔"，由終端提供20億kW調(diào)蓄能力，日儲(chǔ)電100億kWh
用電終端具備的潛在調(diào)畜資源
·電動(dòng)私家車(chē):
·2050年將由3億輛私家車(chē)，85%在停車(chē)場(chǎng)
·可提供25億kW充放電能力
·可提供200億kWh/日儲(chǔ)電能力
·建筑的柔性用電性能:
·冰蓄冷、水蓄冷、水蓄熱，可移晚高峰
·建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱慣性，2-3小時(shí)
·風(fēng)機(jī)水泵短期調(diào)頻降速:80%轉(zhuǎn)速
·冰柜、洗衣機(jī)等平移開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)間
·大量帶有蓄電池的建筑電器
·建筑+充電樁+電動(dòng)車(chē):可以完成日內(nèi)和旬20億kW風(fēng)光電調(diào)節(jié)的任務(wù)
光儲(chǔ)直柔是挖掘利用建筑柔性資源的手段
·光:充分利用建筑外表面的資源，安裝光伏
·儲(chǔ):連接停車(chē)場(chǎng)的充電樁，充分調(diào)度和利用電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能資源，利用建筑自身的各類(lèi)儲(chǔ)能資源
·直:建筑內(nèi)部直流配電，便于與光伏、儲(chǔ)能和各種直流設(shè)備連接，利于調(diào)控、提供高質(zhì)量電力
·柔:最終的目的就是使建筑從目前的剛性負(fù)載變?yōu)橛秒姷娜嵝载?fù)載
如何與電網(wǎng)協(xié)調(diào)
·集中由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度:用電終端需要滿足自身的任務(wù)，需要平衡為電網(wǎng)調(diào)蓄與滿足自身任務(wù)之關(guān)系，不能完全聽(tīng)任電網(wǎng)調(diào)度
·電網(wǎng)僅追求對(duì)全部用電終端用電總量的調(diào)節(jié)，并不在意每個(gè)終端
·實(shí)時(shí)地發(fā)布統(tǒng)一的調(diào)度信號(hào)C，各個(gè)終端進(jìn)行“自律”式調(diào)節(jié)
·激勵(lì)各終端進(jìn)行自律式調(diào)節(jié)的信號(hào)C是什么?
·可以激勵(lì)終端響應(yīng)，根據(jù)C的大小相應(yīng)的改變用電功率
·C的大小與調(diào)度的目標(biāo)一致:希望終端多用電時(shí)減少C，反之，加大C
·動(dòng)態(tài)電價(jià)制度:可以起到這一作用，但中國(guó)的電價(jià)承載太多職能
·動(dòng)態(tài)碳排放責(zé)任因子:利用全民對(duì)碳減排的熱情，進(jìn)行自律調(diào)節(jié)
電力動(dòng)態(tài)碳排放責(zé)任因子C
·一個(gè)供電區(qū)域，根據(jù)該區(qū)域電力供需平衡關(guān)系，每15分鐘計(jì)算C
·采用廣播式發(fā)布，自動(dòng)送達(dá)各個(gè)用電終端
·智能電表方式:送到智能電表，再通過(guò)電力載波，發(fā)送到每個(gè)用電插座
·建筑BEMS系統(tǒng):C值自動(dòng)送達(dá)各個(gè)BEMS系統(tǒng)，再由BEMS調(diào)控所轄設(shè)備
·充電樁系統(tǒng):可以通過(guò)智能電表下達(dá)電力載波信號(hào)，也可通過(guò)BEMS
·電力系統(tǒng)的碳排放責(zé)任計(jì)量:
·電力計(jì)量管理部門(mén)根據(jù)各個(gè)電表/建筑瞬時(shí)用電功率計(jì)算和統(tǒng)計(jì)碳排放責(zé)任值的變化并累計(jì)，可統(tǒng)一發(fā)布或查詢(xún)
·用電模式不同，平均度電對(duì)應(yīng)的碳排放責(zé)任可有3-5倍的差別
·未來(lái)根據(jù)建筑的碳排放額度，碳盈余者可在碳交易市場(chǎng)出售
電力動(dòng)態(tài)碳排放責(zé)任因子推動(dòng)光儲(chǔ)直柔發(fā)展
·用電終端的碳排放責(zé)任:CX用電量 全年累計(jì)
·電源生產(chǎn)的碳排放責(zé)任:真實(shí)碳排放量-CX發(fā)電量
·電力消費(fèi)者:要承擔(dān)碳排放責(zé)任，不同用電模式差異很大，全年電廠總的碳排放量都要由消費(fèi)者承擔(dān)
·電力生產(chǎn)者:
·風(fēng)光水核等零碳電源總是負(fù)的碳排責(zé)任，可以出售碳排放權(quán)
·火電在用電高峰期碳排放責(zé)任為負(fù)，低谷期為正;靈活性越好碳排越低
·集中儲(chǔ)能者:儲(chǔ)能時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)的C確定碳排放責(zé)任，釋放時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)的C
確定減排收益;C低時(shí)儲(chǔ)、C高時(shí)釋放，通過(guò)C的差值獲得碳減排收益
農(nóng)村應(yīng)成為“光儲(chǔ)直柔”的開(kāi)路先鋒
·我國(guó)農(nóng)村可安裝20億kW屋頂光伏，年發(fā)電2.5萬(wàn)億kWh
·北方農(nóng)村每戶(hù)可安裝20kW以上的屋頂光伏，全年發(fā)電2.5~3萬(wàn)kWh
·農(nóng)村光伏可滿足農(nóng)戶(hù)的生活、生產(chǎn)、交通等全部用能，從而實(shí)現(xiàn)全面電氣化，替換全部的燃煤、燃油、燃?xì)夂徒斩?、枝條
·取消燃燒，消除污染，回復(fù)藍(lán)天白云、綠水青山
·生物質(zhì)材料(秸稈、枝條、畜牧業(yè)糞便)可加工成商品燃料，作為最寶貴的零碳燃料，進(jìn)入商品能源流通領(lǐng)域
·出售電力和燃料，可使產(chǎn)量戶(hù)收入增加50%
·農(nóng)村以屋頂光伏為基礎(chǔ)的能源革命應(yīng)列入鄉(xiāng)村振興的重大舉措
實(shí)現(xiàn)農(nóng)村新型能源系統(tǒng)的基本條件
·首要目標(biāo):解決農(nóng)民用能問(wèn)題，建設(shè)新型能源系統(tǒng)，而不是開(kāi)發(fā)資源
·目前問(wèn)題:
·租用屋頂資源，全額上網(wǎng)送電，并不改變農(nóng)村能源系統(tǒng)現(xiàn)狀
·變壓器和配電系統(tǒng)容量不足，僅支撐5~6kW/戶(hù)，只有1/4農(nóng)戶(hù)接入;超壓現(xiàn)象
·不能有效利用農(nóng)村的儲(chǔ)能資源、靈活用電資源
·光儲(chǔ)直柔模式可有效解決這些問(wèn)題
·戶(hù)為單元，優(yōu)先自用;戶(hù)內(nèi)直流配電，通過(guò)DC/DC與村級(jí)直流微網(wǎng)連接
·根據(jù)戶(hù)內(nèi)直流母線電壓與村網(wǎng)直流母線電壓的關(guān)系，自動(dòng)調(diào)節(jié)送出功率
·充分利用戶(hù)內(nèi)儲(chǔ)能資源(電動(dòng)車(chē)充電、靈活用電、蓄電池)
·村級(jí)直流微網(wǎng)接入公共用電、充電農(nóng)機(jī)、和儲(chǔ)能電池;統(tǒng)一逆變升壓上網(wǎng)
·通過(guò)儲(chǔ)能和靈活用電，把送電上網(wǎng)的時(shí)間由太陽(yáng)強(qiáng)的4~5小時(shí)延長(zhǎng)到10小時(shí)以上解決了配電網(wǎng)和變壓器容量不足問(wèn)題
“光儲(chǔ)直柔”發(fā)展與推廣路徑
·由農(nóng)村包圍城市
·發(fā)展農(nóng)村屋頂光伏，建設(shè)新型能源系統(tǒng)，振興鄉(xiāng)村
·嘗試新型電力系統(tǒng)的技術(shù)、政策、機(jī)制，可“先行先試”
·匯集國(guó)家支農(nóng)的多項(xiàng)政策，“清潔取暖"、“農(nóng)網(wǎng)改造”、“家電下鄉(xiāng)”、“農(nóng)機(jī)推廣"、等，是各項(xiàng)在農(nóng)村推廣的工程的交集;可全面解決多方面問(wèn)題
·農(nóng)村先行，再逐步推廣到縣城，到四、五線城市，最后進(jìn)入大城市
·建立“電力動(dòng)態(tài)碳排放責(zé)任因子"的發(fā)布、計(jì)量系統(tǒng)，使柔性用電與電力碳排放責(zé)任直接掛鉤，光儲(chǔ)直柔的效果可觀察、可計(jì)量
·部分電力部門(mén)今年年內(nèi)開(kāi)始試行，然后再爭(zhēng)取獲得國(guó)家支持，成為標(biāo)準(zhǔn)
·建立起有效的計(jì)量平臺(tái)，通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制和全社會(huì)對(duì)低碳發(fā)展的積極性，可以發(fā)展出各種柔性用電技術(shù)、方式
·電動(dòng)車(chē)的雙向有序智能充電是要解決的第一任務(wù)，也是具有最大效益的領(lǐng)域，應(yīng)作為城市發(fā)展“光儲(chǔ)直柔"的突破口
