隨著(zhù)各國經(jīng)濟的發(fā)展，能源需求特別是電能需求也隨之迅速增長(cháng)。伴隨電能需求的飛速增長(cháng)，電網(wǎng)的規模也愈來(lái)愈大，超大規模電力系統和超大規模網(wǎng)架帶來(lái)的弊病也日益顯現。往往為了保證用戶(hù)提出的越來(lái)越高和越來(lái)越多樣化的安全性和可靠性要求，運行成本和運行難度亦與日俱增。

基于此，各國都已經(jīng)在分布式發(fā)電的基礎上開(kāi)展微電網(wǎng)的研究，各國都立足于本國電力系統的實(shí)際問(wèn)題，提出了能夠適應其自身的微電網(wǎng)概念和發(fā)展目標。經(jīng)過(guò)多年的探究，已經(jīng)證明，微電網(wǎng)對我國電力系統發(fā)展和國民經(jīng)濟提高能夠起到重要的意義，另一方面對我國偏遠地區，特別是內蒙古、新疆、西藏等地牧區的電網(wǎng)發(fā)展有更深遠的作用。

微電網(wǎng)的概念

相對于傳統電力系統而言，獨立的控制單元變成了體現微電網(wǎng)的關(guān)鍵，其作用和控制理念是把工業(yè)控制當中的FCS(現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FieldbusControl System)和DCS(分散控制系統DistributedControl System)控制理念在電網(wǎng)當中實(shí)際應用和發(fā)展。

日本學(xué)者提出：基于獨立控制單元的靈活可靠的智能能量供給系統(FRIENDS)，其主要思想就是在配電網(wǎng)絡(luò )中加入足夠靈活的交流輸電系統控制裝置，并利用控制器快速和靈活的控制性能來(lái)完成微電網(wǎng)的能源構成、分配和使用的優(yōu)化，在滿(mǎn)足用戶(hù)的多種電能質(zhì)量的前提下，縮減成本。

另一方面微電網(wǎng)技術(shù)的供電部分同分布式發(fā)電相似，每一個(gè)單獨的微電網(wǎng)當中必須包含獨立電源。這就保證了微電網(wǎng)技術(shù)在處于孤島運行時(shí)能夠不間斷向用戶(hù)供電，但同時(shí)由于微電網(wǎng)還要考慮并網(wǎng)時(shí)的運行狀態(tài)和并網(wǎng)瞬間的暫態(tài)影響，處于在微電網(wǎng)中的配電結構需要重新設計，并要求能夠保證在并網(wǎng)時(shí)不會(huì )對所并入電力網(wǎng)絡(luò )造成失穩運行。

另一方面還要保證微電網(wǎng)中的用電用戶(hù)，特別是敏感負荷的安全穩定運行，就需要對敏感負荷的接線(xiàn)進(jìn)行單獨的特殊設計。例如：將不重要的用電負荷接在同一條回饋線(xiàn)路上，敏感或是重要的用電負荷接在另外的回饋線(xiàn)路上，同時(shí)把電源或儲能元件、相應的控制系統以及調節和保護設備與敏感、重要的負荷連接在同一條回饋線(xiàn)路上。這樣便使得微電網(wǎng)與主網(wǎng)解列時(shí)，通過(guò)各種隔離裝置同時(shí)解列一些不重要的負荷，但同時(shí)保證重要的負荷和用電用戶(hù)的正常用電不受影響。

對于微電網(wǎng)中的電源部分，由于各個(gè)國家和各個(gè)地區對于微電網(wǎng)的定義和研究方向以及情況的不同，其對于微電網(wǎng)當中所使用的電源也做了不同的定義。例如，美國提出微電網(wǎng)電源中大多數必須是電力電子型的，結合現有的控制設備和控制系統之后，確保能夠成為一個(gè)集成系統運行和管理，使其微電網(wǎng)的運行能夠作為大電力系統的一個(gè)受控單元。

又例如歐洲對于微電網(wǎng)電源是這樣闡述的：歐洲電網(wǎng)積極鼓勵社會(huì )各界廣泛參與電力市場(chǎng)，其中能源形式包括風(fēng)、光、潮汐以及沼氣發(fā)電等各種新能源。這是智能電網(wǎng)思想的一個(gè)體現，微電網(wǎng)中的能量控制的智能性和能量利用的多元化等特點(diǎn)也使其成為歐洲未來(lái)智能電網(wǎng)的重要組成部分。

內蒙古電網(wǎng)的現狀及發(fā)展方向

內蒙古電網(wǎng)供電區域目前為自治區中西部六市二盟，包括呼和浩特市、包頭市、烏海市、鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、烏蘭察布市、阿拉善盟、錫林郭勒盟，供電區域面積約72萬(wàn)平方千米，人口約1230萬(wàn)人。目前，電網(wǎng)已投運500千伏變電站14座，變電容量1800萬(wàn)千瓦伏安，線(xiàn)路長(cháng)度3055千米，220千伏變電站86座，變電容量2149千瓦伏安，線(xiàn)路長(cháng)度8825千米。

電網(wǎng)統一調度裝機容量3638萬(wàn)千瓦，其中火電3064萬(wàn)千瓦，水電及生物質(zhì)58萬(wàn)千瓦，風(fēng)電516千瓦。電網(wǎng)最高發(fā)電負荷1995萬(wàn)千瓦，區內最高供電負荷1260萬(wàn)千瓦，風(fēng)電最高發(fā)電312萬(wàn)千瓦。

目前內蒙古電網(wǎng)有豐泉-萬(wàn)全，汗海-沽源-平安城2個(gè)向華北電網(wǎng)送電的通道，共計4回500千伏線(xiàn)路，最大外送電力390萬(wàn)千瓦。

預計在國家“十二五”規劃的五年內，內蒙古裝機容量年均增長(cháng)12.8%，新增負荷990萬(wàn)千瓦。同時(shí)調整能源結構，增加風(fēng)能等新型清潔能源的裝機規模和容量，減緩傳統能源發(fā)電的發(fā)展速度，逐漸改變和調整內蒙古地區的發(fā)電能源構成。

在目前內蒙古電網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程中，也凸顯出了一些尚待改進(jìn)或是尚未解決的問(wèn)題。例如中低壓配電網(wǎng)絡(luò )的建設與城市、農村的應急和社會(huì )發(fā)展不相適應、不夠協(xié)調。城市、農村特別是牧區的中低壓配電網(wǎng)絡(luò )不能完全適應上級高壓網(wǎng)絡(luò )的安全運行，同時(shí)也不能夠很好地滿(mǎn)足經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的用電需求，主要體現在：配電網(wǎng)絡(luò )的結構較為薄弱;部分地區設備老化;牧區供電能力不足等等。

反觀(guān)內蒙古電網(wǎng)所擁有的風(fēng)電和光伏電力資源十分豐富，特別是在牧區和電網(wǎng)邊緣地帶，但目前新能源發(fā)電的送出情況卻不容樂(lè )觀(guān)。目前內蒙古電網(wǎng)的投資能力尚無(wú)法滿(mǎn)足特別大規模的風(fēng)電送出要求。

原因有三：內蒙古風(fēng)電場(chǎng)分布大都處于高壓主網(wǎng)路的邊緣，風(fēng)電接入電網(wǎng)距離少則幾十千米，多則上百千米，這就使得風(fēng)電的投資遠遠超過(guò)火電;在風(fēng)電網(wǎng)附近沒(méi)有形成單獨供用電的體系和配套設施，這樣不僅增加了部分地區的供用電投資成本，也在一定程度上阻礙了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展;由于風(fēng)電的供電隨機性較大，就目前而言，還缺乏用針對非用電高峰所發(fā)電的儲能設施和設備。

對于風(fēng)電并網(wǎng)的問(wèn)題，在2010年內蒙古電力(集團)有限責任公司也制定出了相關(guān)的解決方案和建議使用的措施。例如：加大抽水蓄能電站的建設力度，增加抽水蓄能電站在電網(wǎng)調峰過(guò)程中的地位和作用;提高外送通道在用電低谷時(shí)的送電容量;同時(shí)增加供熱機組在供熱期的調峰能力等。

微電網(wǎng)在內蒙古電網(wǎng)中使用展望

我國的電力系統發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了智能化、大電網(wǎng)、高電壓、長(cháng)距離、大容量階段，電力網(wǎng)絡(luò )中各個(gè)子網(wǎng)絡(luò )的不穩定因素都會(huì )影響整個(gè)供電電力網(wǎng)絡(luò )系統的穩定和安全運行。

為此而提出的分布式發(fā)電技術(shù)以及相關(guān)解決方案，雖然能夠在一定程度上解決地區的供電，但在電力系統管理邊緣的大量類(lèi)似于分布式電網(wǎng)電源的并網(wǎng)，很有可能因為自身電源的影響造成電力系統的不易控、不安全和不穩定，而影響到整個(gè)電力系統的安全運行和穩定使用。隨著(zhù)智能電網(wǎng)的理念的推廣，各省網(wǎng)公司都在加緊驗證與探索適合自身電網(wǎng)區域的智能電網(wǎng)構成和標準。只有在智能電網(wǎng)的控制基礎情況下，微電網(wǎng)技術(shù)才能夠保證其并網(wǎng)與解列時(shí)不會(huì )對自身和大電力系統造成影響。

相對于傳統的電力網(wǎng)絡(luò )控制和分布式發(fā)電的網(wǎng)絡(luò )控制而言，微電網(wǎng)能夠通過(guò)其自身的先進(jìn)控制設備和控制策略來(lái)完成之前無(wú)法完成或完成困難的控制要求。例如在發(fā)生自然災害，主干網(wǎng)架由于災害不能夠正常運行時(shí)，這種情況下微網(wǎng)控制系統可以把微網(wǎng)控制范圍從故障主干網(wǎng)架解列，變成一個(gè)能源孤島運行，并待主干網(wǎng)絡(luò )恢復之后重新并網(wǎng)。這樣的功能可以很大程度提高電力系統的安全性和可靠性，特別是增強電力系統在災害發(fā)生時(shí)的自我保護能力，同時(shí)也在一定程度上提高了整個(gè)電力系統自愈能力。

另一方面，微電網(wǎng)的先進(jìn)控制系統還能夠使得不同的微電網(wǎng)之間實(shí)現交流互通，特殊時(shí)刻形成由微電網(wǎng)組成的暫時(shí)性的一個(gè)區域電網(wǎng)，以滿(mǎn)足微電網(wǎng)之間能源互補的要求。

例如，在微電網(wǎng)尚未并入主要網(wǎng)絡(luò )時(shí)，由于風(fēng)能因為地形和季節導致地區風(fēng)力發(fā)電量不同，作為微電網(wǎng)中的電源，其提供的能源總不能一直符合負荷的量的要求，而相鄰的微電網(wǎng)在控制設備控制下完成聯(lián)通之后就能夠從一定程度增加風(fēng)能電力的利用率。加之先進(jìn)的電網(wǎng)控制裝置，使得微電網(wǎng)能夠根據終端用戶(hù)的不同需求來(lái)提供差異化的電能服務(wù)。

在廠(chǎng)網(wǎng)分開(kāi)后，內蒙古電力市場(chǎng)利益主體更加多元化，廠(chǎng)網(wǎng)矛盾增多，廠(chǎng)網(wǎng)協(xié)調難度加大，特別是對電網(wǎng)設備的安全管理不到位，這些都對電力系統安全穩定運行構成了威脅。

如上文所述，與常規的集中供電電站相比，微電網(wǎng)可以和現有電力系統結合形成一個(gè)高效靈活的新系統。其無(wú)需建設配電站，可避免或延緩增加輸配電成本，同時(shí)由于是就地供電，沒(méi)有或很低的輸配電損耗，可降低終端用戶(hù)的費用;加之供電的容量較小，使得對建設所要求不高，不占用輸電走廊，施工周期短，高效性靈活，能夠迅速應付短期激增的電力需求，同時(shí)在風(fēng)場(chǎng)和光伏發(fā)電場(chǎng)附近，減少火電使用，從一定程度上降低了污染物排放。

由于內蒙古大部分地區的常規輸電線(xiàn)路距離遠、功率小、線(xiàn)損大、建設變電站費用高昂，導致內蒙古常規電網(wǎng)難以覆蓋或是難以提供有效配合當地發(fā)展的電力供應支持，而通過(guò)微電網(wǎng)技術(shù)，這種情況將得到有力的緩解?？梢詾閮让晒诺慕?jīng)濟發(fā)展提供能源保障。