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)濟的解決方案。微電網(wǎng)融合了可再生電力資源、燃料電池、儲能、燃氣發(fā)電機組、微型渦輪機及電力調(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)濟不斷發(fā)展、港口規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)港口會帶來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發(fā)分布式光伏與分散式風(fēng)電，對港口內(nèi)的船舶實施電能替代的岸電供給，積極開展港口內(nèi)的節(jié)能管理，采用儲能與微電網(wǎng)，是未來港口力能供應(yīng)與建設(shè)的有效途徑與抓手。

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

二、港口主要用電負荷及特點

1、反復(fù)使用，短時間工作制的起重運輸機械設(shè)備；

2、皮帶運輸機等連續(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、儲能在港口微電網(wǎng)中的作用與意義

儲能對于微電網(wǎng)的意義是非常重要的，它擴展了微電網(wǎng)的應(yīng)用場景，賦予了微電網(wǎng)更多的價值。目前,儲能技術(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。隨著儲能技術(shù)的研究和應(yīng)用日漸成熟,儲能在電力調(diào)峰、電壓補償、電能質(zhì)量管理等方面發(fā)揮越來越重要的作用,提高系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。對于電力系統(tǒng)或微電網(wǎng)的應(yīng)用而言,儲能技術(shù)的基本特征體現(xiàn)在功率等級及其作用時間上。儲能的作用時間是能量存儲技術(shù)價值的重要體現(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。儲能技術(shù)的應(yīng)用將使電力供需瞬時平衡的傳統(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)容量來解決此類問題，但該方式投資成本大，且會造成資源浪費。港口主要用電負荷集中在大功率、長時間工作的設(shè)備，這些大功率設(shè)備在工作時，其起升機構(gòu)在載運貨物下降過程中的制動產(chǎn)生大量的電能，儲能技術(shù)將重載設(shè)備制動能量回收，能夠達到節(jié)能和改善電能質(zhì)量的目的，并且實現(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進行計費，白天基本為高峰電價，負荷作業(yè)多在此時段，晚上多為低谷電價，負荷作業(yè)時間相對較短。若能夠充分利用峰谷電價差，必然會為港口帶來可觀收益。港口利用儲能技術(shù)實現(xiàn)峰谷電能的轉(zhuǎn)移，能夠在港口內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)對負荷用電功率的控制，不會影響到上級供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，同時能夠降低港口裝機容量，節(jié)約大量成本。

3、電力故障保障

若在用電側(cè)將電能平滑地存儲起來，并通過簡單可靠的控制技術(shù)，能夠確保輸出高質(zhì)量的電能。儲能系統(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)斷電故障時提供可靠保障。

4、船舶岸電

船舶停靠港口作業(yè)期間，需要開動船上的輔助發(fā)電機發(fā)電以提供必要的動力，由此會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)排放。根據(jù)統(tǒng)計，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)就是船舶停靠在碼頭的時候，停止使用船舶上的自備輔助發(fā)電機，轉(zhuǎn)而使用陸地電源向主要船載系統(tǒng)供電。若使用岸電儲能系統(tǒng)提供電能，可有效改善船舶帶來的空氣污染。

5、風(fēng)光儲

將風(fēng)電、光伏發(fā)電與儲能系統(tǒng)結(jié)合起來具有較大靈活性，使間歇性的新能源得到經(jīng)濟的利用。能夠充分利用港口的地理優(yōu)勢，利用海邊的風(fēng)能和太陽能進行發(fā)電，對港區(qū)內(nèi)負荷進行供電。同時，利用儲能系統(tǒng)對太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的功率波動進行有效的平抑，改善電網(wǎng)對新能源的消納能力。風(fēng)+光+儲能發(fā)電系統(tǒng)可以對港區(qū)內(nèi)負荷進行供電，能夠構(gòu)建獨立的發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)，為港口帶來可觀的經(jīng)濟效益。

6、電瓶車、換電重卡及其充電系統(tǒng)

在港口內(nèi)實現(xiàn)燃油機車向電動車的過渡替代，無論是技術(shù)上還是經(jīng)濟上已經(jīng)成熟。在港口內(nèi)采用電瓶車或換電重卡進行物流運輸，可以節(jié)省大量的碳排放，合理采用儲能裝置或夜間的谷電進行充換電，經(jīng)濟上的收益會十分的明顯。

四、結(jié)論 

在港口開發(fā)分布式電源發(fā)電，結(jié)合大容量儲能技術(shù)形成靈活的微電網(wǎng)，可實現(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)備制動能量回收，達到節(jié)能和改善電能質(zhì)量的目的，輔助實現(xiàn)綠色港口電網(wǎng)的節(jié)能效益和經(jīng)濟效益。未來，港口是儲能與微電網(wǎng)的重要應(yīng)用場景。