能源高效利用篇之—微電網(wǎng)

微電網(wǎng)的試點(diǎn)狀況

2015年7月，國家能源局發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項目建設的指導意見(jiàn)》，鼓勵新能源微電網(wǎng)建設，推動(dòng)形成分布式能源系統創(chuàng )新管理模式和先進(jìn)技術(shù)體系。2017年5月，《關(guān)于新能源微電網(wǎng)示范項目名單的通知》發(fā)布，首批28個(gè)項目獲批。2017年7月，《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設試行辦法》正式發(fā)布，促進(jìn)并規范微電網(wǎng)健康發(fā)展。

國內微電網(wǎng)起步相對較晚，但發(fā)展迅猛，已經(jīng)初步建立了關(guān)鍵技術(shù)研究體系及一些示范工程，如：河南鄭州財專(zhuān)分布式電源接入及微電網(wǎng)控制智能電網(wǎng)試點(diǎn)項目，電壓等級為380V，容量規模為光伏350KW，電池儲能200KW/200KWh。浙江分布式發(fā)電/儲能及微電網(wǎng)接入控制試點(diǎn)項目，電壓等級為380V，容量規模為光伏60KW、風(fēng)電10kKW、雙饋模擬系統30KW、柴油機250KW、蓄電池儲能60KW/60KWH、飛輪儲能250KW。河北承德圍場(chǎng)縣御道口村莊微電網(wǎng)試點(diǎn)項目，電壓等級為380V，容量規模為光伏50KW、風(fēng)電60KW、鋰電池儲能100KW/128KWH;中新天津生態(tài)城分布式電源接入及微電網(wǎng)建設項目，電壓等級為380V，容量規模為光伏30KW、風(fēng)電6KW、鋰電池儲能15KW/60KWH;陜西世園會(huì )微電網(wǎng)試點(diǎn)項目，電壓等級為380V，容量規模為光伏50KW、風(fēng)電12KW、鋰電池儲能25KW/50KWH。

未來(lái)微電網(wǎng)將向綜合能源網(wǎng)發(fā)展，將電力、燃氣、水務(wù)、熱力、儲能等資源捆綁為整體資源，實(shí)現電網(wǎng)絡(luò )、熱網(wǎng)絡(luò )與冷網(wǎng)絡(luò )三個(gè)彼此耦合，統一解決有關(guān)能源的有效利用和調峰問(wèn)題。相較熱網(wǎng)絡(luò )和冷網(wǎng)絡(luò )，電網(wǎng)絡(luò )具有易互聯(lián)、損耗小、傳輸快等特點(diǎn)，將成為來(lái)綜合能源網(wǎng)的核心，也給電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)機遇。

微電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的障礙

目前，微電網(wǎng)的發(fā)展面臨一個(gè)行業(yè)痛點(diǎn)，就是沒(méi)有成熟的通用可拓展解決方案。單一可再生能源并網(wǎng)發(fā)電在消納方面遇到較大障礙，難以支撐目前可再生能源的井噴式發(fā)展，需采用多種能源互補和相互轉化，提升綜合能源效率與供能質(zhì)量及可靠性，這是未來(lái)的發(fā)展趨勢;集中管理方案不夠靈活，往往屬于開(kāi)發(fā)定制、不能適應多樣性的能源接入、更不利于升級和拓展，運維復雜，智能化程度不高;目前各微網(wǎng)系統方案獨立、不便形成合力，缺乏足夠開(kāi)放、靈活，拓展和兼容性足夠強大的信息化平臺出現，提升運維效率;缺乏統一、組態(tài)化、適應性強的能量綜合管理算法和策略。

我國的微電網(wǎng)技術(shù)處于起步階段，還不夠成熟，涉及的先進(jìn)的電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)、通信技術(shù)等在微電網(wǎng)中的應用水平不高，且我國尚無(wú)統一、規范的微電網(wǎng)體系技術(shù)標準和規范，尤其對微電網(wǎng)接入、規劃設計、建設運行和設備制造等環(huán)節，都缺乏相應的國家層面的技術(shù)標準與管理規范。微電網(wǎng)建設的投資成本較高成為了制約微電網(wǎng)發(fā)展的主要因素，微電網(wǎng)控制系統價(jià)格不菲，其儲能系統投資成本較高，而儲能系統僅占到整個(gè)微電網(wǎng)控制系統成本的三分之一，加上變配電設置和控制系統，以及后期的運營(yíng)維護，都導致微電網(wǎng)成本居高不下。

微電網(wǎng)的發(fā)展與面臨的挑戰

隨著(zhù)智能配電網(wǎng)的發(fā)展，越來(lái)越多的分布式發(fā)電/微網(wǎng)，儲能，電動(dòng)汽車(chē)，智能終端接入到其中，配電網(wǎng)已轉變?yōu)榧娔艿氖占?、傳輸、存儲與分配等多種功能于一體的新型能源系統，未來(lái)配電網(wǎng)需要主動(dòng)地對這些接入設備進(jìn)行優(yōu)化與控制。

風(fēng)、光等可再生能源所具有的隨機性、間歇性要求配電網(wǎng)能夠進(jìn)行快速響應、及時(shí)調整，同時(shí)電動(dòng)汽車(chē)的大量接入加劇了不同饋線(xiàn)負荷的不均衡;然而常規配電網(wǎng)依靠變壓器分接頭調整、開(kāi)關(guān)操作等方式，其響應速度難以應對出力的突變，效果有限，在實(shí)際應用過(guò)程中，還涉及倒閘操作、合環(huán)電流沖擊、安全性可靠性等問(wèn)題，配電網(wǎng)缺乏對有功/無(wú)功以及電壓快速、精準的調控手段，亟需新型的調控裝置與技術(shù)。

為此2017年國家智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備重點(diǎn)專(zhuān)項，設立了關(guān)于智能配電柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)、裝備及示范應用項目。項目共有5個(gè)課題，包括智能配電交流電力電子柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)裝置研究、柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)調控技術(shù)研究、柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)接入模式研究、柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)試驗測試技術(shù)研究、柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)系統集成技術(shù)研究與示范應用，目前項目正處于在研階段，目標建成智能配電交流電力電子柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)裝置以及滿(mǎn)足配電網(wǎng)分布式電源消納、電能質(zhì)量改善、運行優(yōu)化與自愈控制技術(shù)要求的柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)調控技術(shù)的示范工程。

我國微電網(wǎng)的發(fā)展前景

“十二五”期間，智能電網(wǎng)的重點(diǎn)任務(wù)是發(fā)展大規模間歇式新能源并網(wǎng)技術(shù)，突破大規模間歇式新能源電源并網(wǎng)與儲能、智能配用電、大電網(wǎng)智能調度與控制、智能裝備等智能電網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)。微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的有機組成部分，隨著(zhù)國家加大對智能電網(wǎng)的投資力度，微電網(wǎng)也面臨良好的發(fā)展機遇。未來(lái)隨著(zhù)微電網(wǎng)技術(shù)不斷成熟、可再生能源成本下降、儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及未來(lái)化石能源價(jià)格的持續上漲，微電網(wǎng)將得到爆發(fā)式增長(cháng)。

微電網(wǎng)在全球能源轉型中作用漸顯。任何國家，穩定的電力供應都是經(jīng)濟發(fā)展和人們日常生活的最基本保障。雖然暫時(shí)性的停電對家庭生活只會(huì )帶來(lái)些許不便，但對于醫院和軍事基地等關(guān)鍵設施而言，斷電很可能會(huì )造成重要服務(wù)或軍事任務(wù)的中斷，繼而危及人類(lèi)生命安全。為本地需求提供電力的小型網(wǎng)絡(luò )——微電網(wǎng)，是規避這一風(fēng)險的有效途徑之一。目前在全球有數以百計的微電網(wǎng)正在運行，并且它們的數量仍在增長(cháng)。在包括并網(wǎng)型和獨立型系統的各種微電網(wǎng)配置實(shí)踐中，我們可以有機會(huì )洞察微電網(wǎng)整合高比例波動(dòng)的可再生能源的能力。近年來(lái)，太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電成本大幅下降，這意味著(zhù)太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)具備了與傳統化石燃料發(fā)電技術(shù)相當的成本競爭力。這使得微電網(wǎng)能夠在完成穩定電力供應這一主要任務(wù)的同時(shí)，以經(jīng)濟可行的方式實(shí)現清潔能源目標。