蓄电池+建筑用电直流化 北京就无需再“压榨”河北的电厂了

作者:万博  来源:万博manbetx官网  时间:2019-10-14 17:03  点击:

  中国机械工业联合会机经网发布时间:2019-09-23 11:56:44 来源:中国能源报

  9月19日,能源产业献礼“新中国70华诞”主题活动——第三届(2019)中国能源产业发展年会暨首届“能源文化节”在京举行。年会同期举办了“2019中国城市能源变革高峰论坛”。中国工程院院士江亿在会上致辞时认为,大量电动汽车接入电网充电不仅不是“祸害”,而且能够“变废为宝”。“北京市现在有约8亿平方米的民用建筑、约200万辆电动汽车,用电负荷约800万千瓦,如果有一半建筑用电实现直流化,再充分结合电动汽车动力电池与充电桩,就无需再“压榨”河北省的电厂了,还能形成1000万千瓦可再生电力的接收能力。”江亿认为。

  要实现这样的能源革命目标,就必须大力发展非碳、零碳能源,减少对化石能源的依赖。路径就是大比例发展水电、风电、光伏等零碳的可再生能源,以及核电,从依赖化石能源转为依赖非碳能源。这些非碳能源特点是都带“电”字,所以能源利用路径从原来的化石能源发电、供热转为直接从可再生能源发电。因此需要大幅度提高城市能源用电比例,迎接新的电气化时期到来。

  以前发电厂与末端用户的连接是刚性的,即任何一个时候发出的电都得在这一瞬间消耗掉,供需之间是强耦合的。而现在可再生电力不确定性、随机性非常强,电力消费侧的结构调整、工业用户比例变少、民用建筑比例变大,也有随机性因素。这两个随机性互相叠加,导致供需关系成为非常大的问题,所以必须变刚性连接为柔性连接,改为大比例的可再生能源电力,这种柔性连接供需的电力关系,可能变成新一代能源系统城市里最主要的问题。

  随着现代化城市发展,建筑、交通用电比例越来越大,电动汽车有可能替代燃油车,成为主要的交通方式。随着电动汽车的使用比例增加,若用现在的模式解决充电桩问题,对电网是极大的冲击,而且极不稳定,这些是必须要解决的问题。

  解决的核心是要发展建筑的柔性用电模式。建筑中大量的变压器、设备有空载现象,再加上建设充电桩,使城市配电容量加大一倍甚至更多,这将给城市配电系统稳定安全运行带来较大的挑战。

  如何使充电系统、建筑用电系统变害为宝?调节电力系统负荷变化匹配可再生能源的柔性负载,是当前面临的大问题。这几年国内不少企业、研究机构等认为,未来要在建筑中安装蓄电池,同时连接室外充电桩,实现全直流化。

  直流最大的好处是什么?这样一来,负载就从刚性变成柔性,允许直流侧电压在正负30%范围内变化且不会影响任何供电。

  还有一类可间歇运行的装置,根据电压的变化调节,在低压的时候供应不足时关闭,高压的时候再打开。只要靠直流电压的母线变压变化为信号,传导到各个末端,各个末端根据自己的特征可以自行调节容量变化,实现柔性。这个柔性有多大?初步估计,根据电压变化响应,办公建筑用电负荷变化幅度可达到15%-30%,酒店则可达到30%。

  原来不考虑柔性的时候,要安装很大容量的电池才能实现建筑物的柔性用电。现在考虑了建筑本身负荷可以调节的因素之后,不需要安装特别大容量的电池就可以实现建筑整体柔性,并且进一步提高供电可靠性和供电质量。

  居住建筑比办公建筑更容易实现分布式蓄电,以实现电的稳定性需求。充分结合电动汽车动力电池与充电桩,可有效利用建筑用电低谷时的容量,不仅无需增加总的供配电容量,还可减少约一半分布式蓄电池的配置容量,从而使成本大大降低。这时候大量电动汽车接入电网充电不仅不是“祸害”,而且能够“变废为宝”。

  北京市现在有约8亿平方米的民用建筑、约200万辆电动汽车,用电负荷约800万千瓦,如果有一半建筑可以变成直流系统,并按照上述方法设计充电桩,就无需再用“压榨”河北省的电厂了,还能形成1000万千瓦可再生电力的接收能力,并可大规模发展风电。同时因为没有了用电高峰,整个城市配电网容量会大幅度降低,这是一个电力系统的根本变化。

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