中國儲能網訊：島嶼供電是新能源微電網應用的一個重要領域。通過建設光伏發(fā)電、風力發(fā)電、潮汐能發(fā)電等可再生新能源，可以為島嶼提供淵源不斷的無污染的能源供應。對于已有柴油發(fā)電的島嶼，可以配合使用，減少柴油的消耗量，提高經濟效益，減少環(huán)境污染和碳排放。
中國的面積達500平方米以上的島嶼為6536個，總面積72800多平方公里，島嶼岸線長14217.8公里。其中有人居住的島嶼為450個。中國島嶼小島多、大島少，無人島多、有人島少，缺水島多、有水島少。我國面積超過1000平方千米的大島有3個，臺灣島、海南島、崇明島。按其成因可分3類：基巖島、沖積島、珊瑚礁島。東海約占島嶼總數的60%，南海約占30%，黃、渤海約占10%。
其中，450個有人島的電力供應基本以柴油機供電為主。由于偏遠地區(qū)遠離電廠、地廣人稀，總體用電量不大等原因，遠距離架設輸電網絡不符合經濟效益，尤其是海島遠離陸地，鋪設海底電纜的前期投入和后期維護費用巨大難以收回成本，故這些地區(qū)的供電多由柴油發(fā)電機提供。
隨著柴油發(fā)電成本的不斷攀升，消耗不可再生能源還會導致嚴重的環(huán)境污染，因此利用可再生能源發(fā)電已逐步進入偏遠地區(qū)供電系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的可再生能源發(fā)電需柴油發(fā)電機建立主干網協(xié)助工作，并且受環(huán)境因素影響較大，不能滿足人們對高質量電力供應的需求。
新能源微電網技術可有效解決原有偏遠地區(qū)供電存在的問題，減少或完全剔除柴油機發(fā)電，改善環(huán)境因素對可再生能源發(fā)電的影響，為用戶提供安全、穩(wěn)定的電力供給。
發(fā)展島嶼的可再生能源發(fā)電，可以減少柴油消耗，減少環(huán)境污染，增加島內的能源供給，而微電網技術是實現這一目標的重要技術與經濟手段。島嶼微電網在國外已有多個案例，如美國夏威夷卡哈拉島(Kohala)微型電網，希臘愛琴?；死先簫u(Kythnos)微型電網示范系統(tǒng)等。
我國現已建成或在建多個島嶼新能源微電網系統(tǒng)，包括浙江的東福山島、南麂島、鹿西島，福建湄洲島，廣東的東澳島，海南三沙的永興島，山東的長島等。這些項目為新能源微電網在島嶼上的推廣應用，做出了很好的示范。
一、浙江東福山島微電網
浙江東福山島微電網屬于孤島發(fā)電系統(tǒng)，采用可再生清潔能源為主電源，柴油發(fā)電為輔的供電模式，為島上居民負荷和一套日處理50噸的海水淡化系統(tǒng)供電。工程配置100kWp光伏、210kW風電、200kW柴油機和960kWH鉛酸交替蓄電池，總裝機容量510kW，接入0.4kV電壓等級。該系統(tǒng)由國電浙江舟山海上風電開發(fā)有限公司負責運營，2011年4月建成投運，可獨立運行。
東福山島現在運行了2年零5個月，從設計條件來說還是運行比較成功的。從一兆瓦時的能量設計是比較合適，因為每天東福山島只有兩種運行模式，一個是柴油發(fā)電機運行模式，一個是PCS運行模式，完全是靠風光儲藏。尤其是晚上，柴油發(fā)電機要關掉，因為整個島很小，柴油發(fā)電機夜間運行會影響島上居民的睡眠。因此，晚上柴油發(fā)電機不開，完全靠風光儲，從這個角度來說儲能每天一個充放電循環(huán)就做到了。
二、廣東珠海東澳島風光柴蓄微電網
2009年國家“太陽能屋頂計劃”政策支持的項目之一。2010年7月建成投入使用。
廣東珠海東澳島風光柴蓄微電網電壓等級為10kV，包括1.04MWp光伏、50kW風力發(fā)電、1220kW柴油機、2000kWh鉛酸蓄電池和智能控制，多級電網的安全快速切入或切出，實現了微能源與負荷一體化，清潔能源的接入和運行，還擁有本地和遠程的能源控制系統(tǒng)。該項目由興業(yè)太陽能公司負責管理運營，可獨立運行。據了解，東澳島微電網系統(tǒng)中使用的儲能裝置是鉛酸電池，共4組960塊，總價168萬元，使用壽命10年。
十年前的東澳島就以風景秀麗著稱，但因為缺電少有游客踏足。如今，微電網解決了東澳島的用電難題，游客也慕名而來。
作為國內第一個成功商業(yè)化運作的微電網項目，珠海東澳島項目一直備受業(yè)內關注，更被視為電力領域創(chuàng)新實踐的一個突破。這個由中國興業(yè)太陽能技術控股有限公司(以下簡稱興業(yè)公司)于2009年投資興建的項目，不僅解決了島上居民的用電難題，更成為國內微電網項目建設的一個標桿，直接帶動一大批同類項目落地生根。
東澳島微電網項目使用的并非上述傳統(tǒng)輸電模式，而是電源—用戶的直接輸電模式，即太陽能發(fā)電直接上網輸送到用戶手中，并不一定經過儲能系統(tǒng)的中轉環(huán)節(jié)。“儲能是為了存儲多余的能量，但是在我們的系統(tǒng)中，一旦出現這種情況會直接關閉太陽能發(fā)電裝置?！?。
“儲能最關鍵的作用是調節(jié)平衡?！卑凑绽铌傻恼f法，在東澳島微電網系統(tǒng)中，當發(fā)電量小時，儲能是個發(fā)電機，參與發(fā)電;當發(fā)電量大時，儲能是個用電設施，能把多余的能量存儲起來。
三、浙江鹿西島微電網
在鹿西島上建設的1.2MW風力發(fā)電系統(tǒng)、500kW光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、微電網中央運行監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)以及單戶模式微電網系統(tǒng)，能實現并網和孤網兩種運行模式的靈活切換，可以為全島用戶提供清潔可再生能源。
鹿西島是浙南沿海重點海洋捕撈基地、溫州市菜藍子工程后方供給基地之一，也是聞名遐邇的海上鳥島。
位于洞頭縣鹿西島并網型微網示范工程是國家863計劃“含分布式電源的微電網關鍵技術研發(fā)”課題的兩個示范工程之一。
該工程的投運充分開發(fā)和利用了島上豐富的風、光能等綠色資源，可靠的微型智能供電網絡，有效解決海島電力供應問題;也是對分布式電源、儲能和負荷構成的新型電網運營模式的有益探索，對推動新技術在海島電網應用具有積極意義，為浙江乃至全國海島供電提供了范本。
項目2014年1月投入運行。
四、浙江南麂島微電網
位于浙江溫州平陽縣的南麂島是“我國十大最美海島”之一。
因得天獨厚的資源優(yōu)勢和綠色的環(huán)境，南麂島被選為“國家863計劃微電網項目”試點。未來，島上那些美麗的自然資源都將成為當地電力來源，實現光能、風能、海洋能的綜合利用。
南麂島微網示范工程總投資1.5億元，主要在島上建設1000千瓦的風力發(fā)電系統(tǒng)、545千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)、30千瓦的海流能發(fā)電系統(tǒng)以及1000kWh儲能系統(tǒng)，保留柴油發(fā)電系統(tǒng)，結合電動汽車充換電站、智能電表、用戶交互等先進的智能電網技術，滿足建設生態(tài)海島、環(huán)保海島的需要。
風、光等清潔能源具有間歇性，應用微電網后，不刮風、沒太陽的日子，島內用電怎么辦?
微電網工程也有了考慮，首先島上仍然留有柴油發(fā)電機備用，更重要的是，島上將安裝先進的儲能系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)中的蓄電池可以儲存1000千瓦電能，發(fā)電高峰時儲電，電力供應不足時可以穩(wěn)定供電。而今后島上的所有汽車也將成為儲能系統(tǒng)的一部分。
2012年5月19日，南麂島充換電站建設同時啟動。目前南麂島上共有近30多輛汽車，基本是政府用車和公交車。今后，計劃將島上所有汽車更換為電動汽車，打造“開車不用油”的島嶼。
“每輛電動汽車將安裝4組蓄電池，可以續(xù)航80千米左右，差不多可以在島上轉三四圈。汽車沒電了，司機可以去充換電站換電池，整個過程只要五六分鐘，比汽車加油還方便?！逼疥栯娏鞠嚓P負責人介紹說。
工程贏得了當地政府部門的大力支持和肯定。為了推進南麂島微網項目，在項目規(guī)劃編制、項目核準、施工等階段，南麂列島國家自然保護區(qū)管理局均給予大力配合。
項目2012年5月開工建設，2014年9月投入運行。
五、海南三沙永興島微電網
海南省三沙市500千瓦獨立光伏智能微電網項目，由海南天能電力有限公司承建，2013年12月31日建成投入運行，是海南首個獨立光伏智能微電網項目，永興島上基本形成“智能、高效、可靠、綠色”的島嶼型多能互補微型電網，為島上軍民提供更為可靠的可再生清潔能源保障。
為了支持三沙的建設，海南天能電力主動承接工程項目，并開始籌劃在永興島建設獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)。在論證過程中，海南天能發(fā)現僅建設獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，并不能完全解決光伏與原有柴油機發(fā)電系統(tǒng)的有機融合，進而實現全島協(xié)同聯動電力統(tǒng)籌調度，發(fā)揮海島多種能源的綜合集成，建設清潔能源綜合供給系統(tǒng)成為最終方案。基于此種共識，天能電力迅速追加了對項目的投資，多次召集多位微網專家進行討論，確立了海島微電網的嘗試建設方案，充分利用太陽能、風能、海洋能等可再生能源，積極利用天然氣、生物質能(沼氣)等清潔能源，結合新型環(huán)保儲能技術，形成微型智能能源管控調度網絡。
從海口的文昌島到永興島，渡輪需要持續(xù)航行18個小時以上，島上物資困乏，連最基本的土建材料都需要從海口運過去，施工難度可想而知。從施工員工的講述中，記者得知，在一次沙料運輸中，即將到岸的運輸小船遭遇大風，工人舍不得將部分沙料物資扔進海里，天能電力公司總經理許湘成下達命令，立即拋棄物資，才得以確保施工人員的安全。據了解，這樣驚險遭遇遠不止一次。超強臺風更是具有摧毀性力量，現場經常發(fā)現部分建好的組件被臺風吹落。
這些雖然延緩了施工進程，卻絲毫沒有影響海南天能人的決心與建設步伐，海南天能還別出心裁地設計出加高屋頂建筑圍欄的方案，確保光伏組件免受破壞。
如今，500kw的三沙微電網系統(tǒng)工程順利投運。該項目在三沙市永興島北京路沿線兩側屋頂安裝光伏組件作為分布式能源，配以1000kwh磷酸鐵鋰電池作為能量存儲及緩沖，并結合智能微電網管控技術，為三沙供電負荷提供高品質的綠色電力，成為海南省第一個智能微電網系統(tǒng)。
三沙市政府副市長馮文海說：“三沙光伏發(fā)電示范項目的建成運營，很好地解決島上軍民生產生活用電困難問題,島上的電力發(fā)展和能源高效綜合利用奠定良好基礎，今后，微電網模式將有望推廣到西沙群島和其他島嶼，真正實現生態(tài)保護與經濟建設的同步發(fā)展?！?
六、福建湄洲島儲能與微電網
湄洲島儲能電站項目是國內首個直接接入10千伏配電網的海島儲能工程項目。該項目是國家電網公司重點科技項目，總投資約2400萬元，2013年3月份啟動建設，由國網莆田供電公司和福建電科院共同組織實施。2014年9月25日，國家電網公司科技部組織驗收專家到莆田湄洲島，通過現場觀摩、聽取工作匯報以及查看資料等形式，驗收組一致認為該項目達到國際先進水平，予以評審通過。
儲能電站建于湄洲島海底電纜進島處的變電所旁邊，接入變電所內10千伏母線，與海纜一起向全島供電。該項目于今年(2014年)7月2日投運。項目占地面積400多平方米，主要由1兆瓦/2兆瓦時的磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)、兩臺500千伏安雙向變流器、系統(tǒng)監(jiān)控及接入系統(tǒng)組成。儲能電站緊鄰湄洲島海底電纜進島開關站，遙望大海對側110千伏忠門變電站，儲能電站出線接至開關站10千伏母線，與海底電纜一起為島上供電。
該項目將引入國際新能源技術的新標準，在儲能電站的基礎上研發(fā)建設海島“微電網”，將湄洲島建成以風能、光能等可再生能源利用為特征的智能電網綜合集成示范工程，保障海島穩(wěn)定供能。
湄州島儲能電站就是湄洲未來能源互聯網的一個重要組成部分。為此，莆田供電公司提出利用微網建設方案，建設集發(fā)電、配電、用電于一體的“智慧生態(tài)海峽島”。
近期規(guī)劃，擬在儲能電站附近規(guī)劃建設微電網保證媽祖廟、燈塔等重要負荷供電，島上的分布式發(fā)電為居民提供能源供給。
中期規(guī)劃，擴充可再生能源接入，包含光伏、風電等可再生能源發(fā)電和電動汽車的綠色、經濟的供用電系統(tǒng)為海島、大陸提供清潔綠色能源，計劃中期可再生能源接入將達到風電接入24兆瓦，光伏發(fā)電接入8兆瓦。
遠期規(guī)劃，最終將建成包括可再生能源、清潔智能電動汽車能源補給中心、智能用電、智能家居等在內的綜合智能生態(tài)島，其中可再生能源將達到風電48兆瓦，光伏16兆瓦。
七、山東長島微電網
長島作為山東省唯一的海島縣，由32座島嶼組成，地理位置特殊，加快長島電網建設，對服務國際休閑度假島建設和地方經濟發(fā)展至關重要。
根據規(guī)劃，長島電網將劃分成四個微電網，南北長山微電網;大、小黑山廟島微電網、大竹山微電網、北部五島微電網。先實施的是北五島微電網中的砣磯島微電網。整個工程計劃將在2013年9月開工，預計11月完工。
長島微電網項目內容包括開發(fā)建設微電網協(xié)調控制與調度系統(tǒng)，在砣磯島建設儲能系統(tǒng)，對北部五島現有柴油發(fā)電機組和電網進行改造，建成具有分布式電源、負荷、儲能系統(tǒng)及能量轉換裝置、調控系統(tǒng)的微電網系統(tǒng)，以實現北部五島清潔能源并網控制和電網安全運行，并為今后微電網推廣和應用積累經驗。
