港口是微電網(wǎng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要應(yīng)用場(chǎng)景

一、微電網(wǎng)與港口

微電網(wǎng)為分布式發(fā)電的消納提供了有效的，友好的，經(jīng)濟(jì)的解決方案。微電網(wǎng)融合了可再生電力資源、燃料電池、儲(chǔ)能、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、微型渦輪機(jī)及電力調(diào)度與控制等技術(shù)，為能源服務(wù)商拓展了商業(yè)模式。

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、港口規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)港口會(huì)帶來(lái)更多的能源消耗和有害氣體排放、噪聲等環(huán)境污染，船舶廢氣成為中國(guó)港口城市的主要大氣污染源之一，港口電能替代及清潔發(fā)展也得到越來(lái)越多的關(guān)注。

為了建設(shè)綠色港口，提升港口能源使用的潔凈化率，在港口因地制宜的開(kāi)發(fā)分布式光伏與分散式風(fēng)電，對(duì)港口內(nèi)的船舶實(shí)施電能替代的岸電供給，積極開(kāi)展港口內(nèi)的節(jié)能管理，采用儲(chǔ)能與微電網(wǎng)，是未來(lái)港口力能供應(yīng)與建設(shè)的有效途徑與抓手。

根據(jù)港口的用電實(shí)際需求，采用市電、分布式能源發(fā)電、儲(chǔ)能、港口岸電系統(tǒng)及充電站，可以方便的實(shí)現(xiàn)港口的微電網(wǎng)系統(tǒng)的搭建，滿足港口能源供應(yīng)的不同場(chǎng)景需求。

二、港口主要用電負(fù)荷及特點(diǎn)

1、反復(fù)使用，短時(shí)間工作制的起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備；

2、皮帶運(yùn)輸機(jī)等連續(xù)使用的用電設(shè)備；

3、需要經(jīng)常性的充電的電瓶車和吊車；

4、功率比較大的照明設(shè)備；

5、大型專業(yè)化碼頭用電設(shè)備；

6、停泊在港口的船舶用電。

三、儲(chǔ)能在港口微電網(wǎng)中的作用與意義

儲(chǔ)能對(duì)于微電網(wǎng)的意義是非常重要的，它擴(kuò)展了微電網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景，賦予了微電網(wǎng)更多的價(jià)值。目前,儲(chǔ)能技術(shù)正朝著轉(zhuǎn)換高效化、能量高、密度高和應(yīng)用低成本化方向發(fā)展。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的研究和應(yīng)用日漸成熟,儲(chǔ)能在電力調(diào)峰、電壓補(bǔ)償、電能質(zhì)量管理等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于電力系統(tǒng)或微電網(wǎng)的應(yīng)用而言,儲(chǔ)能技術(shù)的基本特征體現(xiàn)在功率等級(jí)及其作用時(shí)間上。儲(chǔ)能的作用時(shí)間是能量存儲(chǔ)技術(shù)價(jià)值的重要體現(xiàn),是區(qū)別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)即發(fā)即用設(shè)備的顯著標(biāo)志。儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用將使電力供需瞬時(shí)平衡的傳統(tǒng)模式發(fā)生改變,在能源革命中發(fā)揮重要作用。

1、改善電能質(zhì)量

港口設(shè)備負(fù)荷特性變化頻繁，供電網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量難以保證，目前比較常用的是增大供電系統(tǒng)容量來(lái)解決此類問(wèn)題，但該方式投資成本大，且會(huì)造成資源浪費(fèi)。港口主要用電負(fù)荷集中在大功率、長(zhǎng)時(shí)間工作的設(shè)備，這些大功率設(shè)備在工作時(shí)，其起升機(jī)構(gòu)在載運(yùn)貨物下降過(guò)程中的制動(dòng)產(chǎn)生大量的電能，儲(chǔ)能技術(shù)將重載設(shè)備制動(dòng)能量回收，能夠達(dá)到節(jié)能和改善電能質(zhì)量的目的，并且實(shí)現(xiàn)回收再利用的功效。

2、削峰填谷

港口用電一般采用峰谷差價(jià)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，白天基本為高峰電價(jià)，負(fù)荷作業(yè)多在此時(shí)段，晚上多為低谷電價(jià)，負(fù)荷作業(yè)時(shí)間相對(duì)較短。若能夠充分利用峰谷電價(jià)差，必然會(huì)為港口帶來(lái)可觀收益。港口利用儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)峰谷電能的轉(zhuǎn)移，能夠在港口內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷用電功率的控制，不會(huì)影響到上級(jí)供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，同時(shí)能夠降低港口裝機(jī)容量，節(jié)約大量成本。

3、電力故障保障

若在用電側(cè)將電能平滑地存儲(chǔ)起來(lái)，并通過(guò)簡(jiǎn)單可靠的控制技術(shù)，能夠確保輸出高質(zhì)量的電能。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為備用電源，為港口供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)電力供應(yīng)不足或電網(wǎng)斷電故障時(shí)提供可靠保障。

4、船舶岸電

船舶?？扛劭谧鳂I(yè)期間，需要開(kāi)動(dòng)船上的輔助發(fā)電機(jī)發(fā)電以提供必要的動(dòng)力，由此會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)排放。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，船舶靠港停泊期間所產(chǎn)生的碳排量占港口總量的40%至70%，是影響港口及所在城市空氣質(zhì)量的重要因素。船舶岸電系統(tǒng)就是船舶?？吭诖a頭的時(shí)候，停止使用船舶上的自備輔助發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)而使用陸地電源向主要船載系統(tǒng)供電。若使用岸電儲(chǔ)能系統(tǒng)提供電能，可有效改善船舶帶來(lái)的空氣污染。

5、風(fēng)光儲(chǔ)

將風(fēng)電、光伏發(fā)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)具有較大靈活性，使間歇性的新能源得到經(jīng)濟(jì)的利用。能夠充分利用港口的地理優(yōu)勢(shì)，利用海邊的風(fēng)能和太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電，對(duì)港區(qū)內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行供電。同時(shí)，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的功率波動(dòng)進(jìn)行有效的平抑，改善電網(wǎng)對(duì)新能源的消納能力。風(fēng)+光+儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)可以對(duì)港區(qū)內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行供電，能夠構(gòu)建獨(dú)立的發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)，為港口帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

6、電瓶車、換電重卡及其充電系統(tǒng)

在港口內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃油機(jī)車向電動(dòng)車的過(guò)渡替代，無(wú)論是技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上已經(jīng)成熟。在港口內(nèi)采用電瓶車或換電重卡進(jìn)行物流運(yùn)輸，可以節(jié)省大量的碳排放，合理采用儲(chǔ)能裝置或夜間的谷電進(jìn)行充換電，經(jīng)濟(jì)上的收益會(huì)十分的明顯。

四、結(jié)論 

在港口開(kāi)發(fā)分布式電源發(fā)電，結(jié)合大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)形成靈活的微電網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)峰谷電能的轉(zhuǎn)移，也可作為備用電源，為電力供應(yīng)不足或電網(wǎng)斷電故障提供支持，還能將重載設(shè)備制動(dòng)能量回收，達(dá)到節(jié)能和改善電能質(zhì)量的目的，輔助實(shí)現(xiàn)綠色港口電網(wǎng)的節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益。未來(lái)，港口是儲(chǔ)能與微電網(wǎng)的重要應(yīng)用場(chǎng)景。