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微電網
小型發(fā)配電系統(tǒng)
微電網的提出旨在實現(xiàn)分布式電源的靈活、高效應用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網問題。開發(fā)和延伸微電網能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給，是實現(xiàn)主動式配電網的一種有效方式，使傳統(tǒng)電網向智能電網過渡。
名詞解釋
直流微電網：分布式電源、儲能裝置、負荷等均連接至直流母線，直流網絡再通過電力電子逆變裝置連接至外部交流電網。直流微電網通過電力電子變換裝置可以向不同電壓等級的交流、直流負荷提供電能，分布式電源和負荷的波動可由儲能裝置在直流側調節(jié)。
交直流混合微電網：既含有交流母線又含有直流母線，既可以直接向交流負荷供電又可以直接向直流負荷供電。
中壓配電支線微電網：以中壓配電支線為基礎將分布式電源和負荷進行有效集成的微電網，它適用于向容量中等、有較高供電可靠性要求、較為集中的用戶區(qū)域供電。
低壓微電網：在低壓電壓等級上將用戶的分布式電源及負荷適當集成后形成的微電網，這類微電網大多由電力或能源用戶擁有，規(guī)模相對較小。
美國標準
CERTS（Consortium for ElectricReliability Technology Solutions）合作組織由美國的電力集團、伯克利勞倫斯國家實驗室等研究機構組成的，在美國能源部和加州能源委員會等資助下，對微電網技術開展了專門的研究。CERTS定義的微電網基本概念：這是一種負荷和微電源的集合。該微電源在一個系統(tǒng)中同時提供電力和熱力的方式運行，這些微電源中的大多數(shù)必須是電力電子型的，并提供所要求的靈活性，以確保能以一個集成系統(tǒng)運行，其控制的靈活性使微電網能作為大電力系統(tǒng)的一個受控單元，以適應當?shù)刎摵蓪煽啃院桶踩缘囊蟆?/span>
CERTS定義的微電網提出了一種與以前完全不同的分布式電源接入系統(tǒng)的新方法。傳統(tǒng)的方法在考慮分布式電源接入系統(tǒng)時，著重在分布式電源對網絡性能的影響。按傳統(tǒng)方法當電網出現(xiàn)問題時，要確保聯(lián)網的分布式電源自動停運，以免對電網產生不利的影響。而CERTS定義的微電網要設計成當主電網發(fā)生故障時微電網與主電網無縫解列或成孤島運行，一旦故障去除后便可與主電網重新連接。這種微電網的優(yōu)點是它在與之相連的配電系統(tǒng)中被視為一個自控型實體，保證重要用戶電力供應的不間斷，提高供電的可靠性，減少饋線損耗，對當?shù)仉妷浩鹬С趾托Ｕ饔?。因此，微電網不但避免了傳統(tǒng)的分布式發(fā)電對配電網的一些負面影響，還能對微電網接入點的配電網起一定的支持作用。
歐洲標準
日本標準
微電網是指在一定區(qū)域內利用可控的分布式電源，根據(jù)用戶需求提供電能的小型系統(tǒng)。
三菱公司給出的定義：微電網是一種包含電源和熱能設備以及負荷的小型可控系統(tǒng)，對外表現(xiàn)為一整體單元并可以接入主網運行；并且將以傳統(tǒng)電源供電的獨立電力系統(tǒng)也歸入為微電網研究范疇，大大擴展了CERTS（美國電力可靠性技術解決方案協(xié)會）對微電網的定義范圍。
技術應用
微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網中的電源多為容量較小的分布式電源，即含有電力電子接口的小型機組，包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏電池、小型風力發(fā)電機組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置。它們接在用戶側，具有成本低、電壓低以及污染小等特點。
由于環(huán)境保護和能源枯竭的雙重壓力，迫使我們大力發(fā)展清潔的可再生能源。高效分布式能源工業(yè)（熱電聯(lián)供）的發(fā)展?jié)摿屠婵臻g巨大。提高供電可靠性和供電質量的要求以及遠距離輸電帶來的種種約束都在推動著在靠近負荷中心設立相應電源。通過微電網控制器可以實現(xiàn)對整個電網的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而僅采用常規(guī)的量測裝置，量測裝置與就地控制器之間采用快速通訊通道。采用分布式電源和負荷的就地控制器實現(xiàn)微電網暫態(tài)控制，微電網集中能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)安全、經濟運行分析。微電網集中能量管理系統(tǒng)與就地控制器采用弱通訊連接。
微電網是一個可以實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，它作為完整的電力系統(tǒng)，依靠自身的控制及管理供能實現(xiàn)功率平衡控制、系統(tǒng)運行優(yōu)化、故障檢測與保護、電能質量治理等方面的功能。
智能微電網是規(guī)模較小的分散的獨立系統(tǒng)，是能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網運行，也可以孤立運行。它將分布式電源、儲能裝置、能量裝換裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。
微電網控制系統(tǒng)
中國發(fā)展
國外對于微電網的研究起步較早，在關鍵技術方面已取得一些突破，并在小規(guī)模微電網中得到驗證。其中美國、歐洲、日本及加拿大等建設了一批示范工程，為微電網的發(fā)展提供了一些經驗借鑒，成為微電網領域領先國家。國外正在推動微電網向更高電壓等級、更大容量發(fā)展。
國內微電網研究處于起步探索階段，國家電網公司是微電網技術研究的主要機構。2011 年8 月，國網電科院微電網技術體系研究項目通過驗收。該項目首次提出了中國微電網技術體系，涵蓋微電網核心技術框架、電網應對微電網的策略、技術標準和政策等，制定了我國微電網發(fā)展線路和技術路線圖，對我國微電網不同發(fā)展階段提出了積極的意見和建議。
河北、天津、河南、浙江、珠海等地已經在進行微電網示范項目的研究及建設。其中，珠海東澳島微電網項目的建成，解決了島上長期以來的缺電現(xiàn)象，最大程度地利用海島上豐富的太陽光和風力資源，最小程度地利用柴油發(fā)電，提供綠色電力。隨著整個微電網系統(tǒng)的運行，東澳島可再生能源發(fā)電比例從30%上升到70%。
2015年8月，,煙臺長島分布式發(fā)電及微電網接入控制工程通過國家發(fā)改委驗收，正式竣工投運。這是我國北方第一個島嶼微電網工程，可以在外部大電網瓦解的情況下，實現(xiàn)孤網運行保證對重要用戶的連續(xù)供電，極大地提高長島電網的供電能力和供電可靠性。
微電網行業(yè)研究小組分析認為，微電網是大電網的有力補充，是智能電網領域的重要組成部分，在工商業(yè)區(qū)域、城市片區(qū)及偏遠地區(qū)有廣泛的應用前景。隨著微電網關鍵技術研發(fā)進度加快，預計微電網將進入快速發(fā)展期。
國內對微電網的研究取得一定的進展，但與歐洲、美國及日本等由研究機構、制造商和電力公司組成的龐大研究團隊相比，我國在研究力量和取得成果上仍存在較大差距。
一、缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的微電網體系技術標準和規(guī)范。
目前國內尚無統(tǒng)一、規(guī)范的微電網體系技術標準和規(guī)范，很大程度上影響了微電網技術的研究和示范工程的建設。
二、電力電子技術在微電網中的應用水平不高。
微電網技術的發(fā)展與先進的電力電子技術、計算機控制技術、通信技術緊密相關。根據(jù)微電網的特殊需求，需要研究使用的電力電子技術并研制一些新型的電力電子設備。
三、微電網的保護控制技術尚不成熟。
四、投資及運維成本高。
微電網孤網運行要求配置一定容量的儲能系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)建設投資成本較高。儲能系統(tǒng)容量配置越大，效果越好，但成本越高，需要找到一個較好的平衡點，這和微電網的運行要求，峰谷電價政策等都有密切的關系。微電網監(jiān)控平臺及能量管理系統(tǒng)，投資成本高。在運維成本上，也比一般電網要高。
2015年7月22日，國家能源局發(fā)布了關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見，新能源微電網項目可依托已有配電網建設，也可結合新建配電網建設；可以是單個新能源微電網，也可以是某一區(qū)域內多個新能源微電網構成的微電網群。
國家能源局鼓勵在新能源微電網建設中，按照能源互聯(lián)網的理念，采用先進的互聯(lián)網及信息技術，實現(xiàn)能源生產和使用的智能化匹配及協(xié)同運行，以新業(yè)態(tài)方式參與電力市場，形成高效清潔的能源利用新載體。根據(jù)微電網使用示范項目數(shù)量和全球市場容量份額兩種方法估算，中國“十三五”期間微電網增量市場約為200億元-300億元，其中還不包括原有的光伏、配網、電動汽車和儲能需求。
從2015年8月30日舉辦的“光伏微講堂黃埔一期”微電網關鍵技術與發(fā)展趨勢論壇上獲悉的。參與“十三五”規(guī)劃的專家認為，可再生能源的到來已經是大勢所趨，微電網有著廣闊的市場前景。目前微電網技術、經濟、商業(yè)模式還需要示范，重點要推廣示范可再生能源微能源網，探索最技術經濟可行的新商業(yè)模式。
“微電網主要是電力能源生產與消費在同一電力用戶或者局域內實現(xiàn)一體化，包括小型電力運行管理系統(tǒng)對用電進行智能化控制，首先是智能電網在用戶端的具體化，其次是分布式能源的升級版，將可再生能源的自由利用和常規(guī)能源的高效利用結合起來，是推進能源發(fā)展及經營管理方式變革的重要載體。”國家能源局新能源與可再生能源司副司長梁志鵬在論壇上解釋稱。
同時，微電網也是新一輪電力體制改革之后的新業(yè)態(tài)，是電網配售側向社會主體放開的一種具體方式。在梁志鵬看來，微電網的經營應該是電網企業(yè)之外的主體，其實現(xiàn)投資主體多元化要比配電網側更為容易。
據(jù)了解，相對于美國、日本和歐洲來講，我國的微電網研究起步相對較晚，總體而言處于技術、經濟、商業(yè)模式的研究示范階段。近期微電網項目建設被正式提升至國家層面，7月21日，國家能源局對外公布了《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》，要求在電網未覆蓋的偏遠地區(qū)、海島等，優(yōu)先選擇新能源微電網方式，探索獨立供電技術和經營管理新模式。
梁志鵬說，從現(xiàn)在來看，很多項目都叫微電網，但難以作為示范。新能源微電網更多指的是分布式可再生能源和天然氣等分布式常規(guī)能源的高效利用。目前的示范項目申報中，浙江和江蘇等東部地區(qū)比較多。
發(fā)展前景
歐美日三地都在進行微電網的技術研究，其中日本立足于國內能源日益緊缺、負荷日益增長的現(xiàn)實背景，展開了微電網研究，但其發(fā)展目標主要定位于能源供給多樣化、減少污染、滿足用戶的個性電力需求。日本學者還提出了靈活可靠性和智能能量供給系統(tǒng)(FRIENDS)其主要思想是在配電網中加入一些靈活交流輸電系統(tǒng)裝置，利用控制器快速、靈活的控制性能，實現(xiàn)對配電網能源結構的優(yōu)化，并滿足用戶的多種電能質量需求。日本已將該系統(tǒng)作為其微電網的重要實現(xiàn)形式之一。
從全球來看，微電網主要處于實驗和示范階段，微電網的技術推廣已經度過幼稚期，市場規(guī)模穩(wěn)步成長。著眼于當下世界范圍的能源和環(huán)境困局以及電力安全需求的長期高企，微電網技術應用前景看好。未來5到10年，微電網的市場規(guī)模、地區(qū)分布和應用場所分布都將會發(fā)生顯著變化。
國內方面，近三年，微電網開始逐漸走到政策前臺，國家能源局也計劃在“十二五”期間建設30個微電網示范工程，各級政府已經出臺了一些支持性政策，自下而上推動力越來越顯著。2012年陸續(xù)有一批重大示范工程獲批，預期未來各地會有更多政府或企業(yè)主導的項目上馬，微電網在國內的市場將非常廣闊。
有關會議
一. Symposium on Microgrids
由美國能源部與勞倫斯巴克利國家實驗室聯(lián)合主辦的微電網專項學術研討會，200多名學術權威參與，每年在亞洲、美洲、歐洲三地巡回，2012年9月在葡萄牙召開了上屆會議，2013年的會議將在7月在智利圣地亞哥舉辦。
二. 微電網產業(yè)聚焦
由易貿主辦的會議，為目前國內最具影響力的行業(yè)峰會，歷屆演講嘉賓包括微電網之父Robert Lasseter教授，巴克利國家實驗室Chris Marnay教授與天津大學王成山教授等國際權威。2012年會議在浙江杭州落下帷幕。
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