港口是微电网与储能系统的重要应用场景

一、微电网与港口

微电网为分布式发电的消纳提供了有效的，友好的，经济的解决方案。微电网融合了可再生电力资源、燃料电池、储能、燃气发电机组、微型涡轮机及电力调度与控制等技术，为能源服务商拓展了商业模式。

随着经济不断发展、港口规模不断扩大，传统港口会带来更多的能源消耗和有害气体排放、噪声等环境污染，船舶废气成为中国港口城市的主要大气污染源之一，港口电能替代及清洁发展也得到越来越多的关注。

为了建设绿色港口，提升港口能源使用的洁净化率，在港口因地制宜的开发分布式光伏与分散式风电，对港口内的船舶实施电能替代的岸电供给，积极开展港口内的节能管理，采用储能与微电网，是未来港口力能供应与建设的有效途径与抓手。

根据港口的用电实际需求，采用市电、分布式能源发电、储能、港口岸电系统及充电站，可以方便的实现港口的微电网系统的搭建，满足港口能源供应的不同场景需求。

二、港口主要用电负荷及特点

1、反复使用，短时间工作制的起重运输机械设备；

2、皮带运输机等连续使用的用电设备；

3、需要经常性的充电的电瓶车和吊车；

4、功率比较大的照明设备；

5、大型专业化码头用电设备；

6、停泊在港口的船舶用电。

三、储能在港口微电网中的作用与意义

储能对于微电网的意义是非常重要的，它扩展了微电网的应用场景，赋予了微电网更多的价值。目前,储能技术正朝着转换高效化、能量高、密度高和应用低成本化方向发展。随着储能技术的研究和应用日渐成熟,储能在电力调峰、电压补偿、电能质量管理等方面发挥越来越重要的作用,提高系统运行的安全性和稳定性。对于电力系统或微电网的应用而言,储能技术的基本特征体现在功率等级及其作用时间上。储能的作用时间是能量存储技术价值的重要体现,是区别于传统电力系统即发即用设备的显著标志。储能技术的应用将使电力供需瞬时平衡的传统模式发生改变,在能源革命中发挥重要作用。

1、改善电能质量

港口设备负荷特性变化频繁，供电网络的电能质量难以保证，目前比较常用的是增大供电系统容量来解决此类问题，但该方式投资成本大，且会造成资源浪费。港口主要用电负荷集中在大功率、长时间工作的设备，这些大功率设备在工作时，其起升机构在载运货物下降过程中的制动产生大量的电能，储能技术将重载设备制动能量回收，能够达到节能和改善电能质量的目的，并且实现回收再利用的功效。

2、削峰填谷

港口用电一般采用峰谷差价进行计费，白天基本为高峰电价，负荷作业多在此时段，晚上多为低谷电价，负荷作业时间相对较短。若能够充分利用峰谷电价差，必然会为港口带来可观收益。港口利用储能技术实现峰谷电能的转移，能够在港口内部供电网络中实现对负荷用电功率的控制，不会影响到上级供电网络的稳定性，同时能够降低港口装机容量，节约大量成本。

3、电力故障保障

若在用电侧将电能平滑地存储起来，并通过简单可靠的控制技术，能够确保输出高质量的电能。储能系统可以作为备用电源，为港口供电网络出现电力供应不足或电网断电故障时提供可靠保障。

4、船舶岸电

船舶停靠港口作业期间，需要开动船上的辅助发电机发电以提供必要的动力，由此会产生大量的有害物质排放。根据统计，船舶靠港停泊期间所产生的碳排量占港口总量的40%至70%，是影响港口及所在城市空气质量的重要因素。船舶岸电系统就是船舶停靠在码头的时候，停止使用船舶上的自备辅助发电机，转而使用陆地电源向主要船载系统供电。若使用岸电储能系统提供电能，可有效改善船舶带来的空气污染。

5、风光储

将风电、光伏发电与储能系统结合起来具有较大灵活性，使间歇性的新能源得到经济的利用。能够充分利用港口的地理优势，利用海边的风能和太阳能进行发电，对港区内负荷进行供电。同时，利用储能系统对太阳能发电和风力发电的功率波动进行有效的平抑，改善电网对新能源的消纳能力。风+光+储能发电系统可以对港区内负荷进行供电，能够构建独立的发电、供电、用电系统，为港口带来可观的经济效益。

6、电瓶车、换电重卡及其充电系统

在港口内实现燃油机车向电动车的过渡替代，无论是技术上还是经济上已经成熟。在港口内采用电瓶车或换电重卡进行物流运输，可以节省大量的碳排放，合理采用储能装置或夜间的谷电进行充换电，经济上的收益会十分的明显。

四、结论 

在港口开发分布式电源发电，结合大容量储能技术形成灵活的微电网，可实现峰谷电能的转移，也可作为备用电源，为电力供应不足或电网断电故障提供支持，还能将重载设备制动能量回收，达到节能和改善电能质量的目的，辅助实现绿色港口电网的节能效益和经济效益。未来，港口是储能与微电网的重要应用场景。