21ic智能電網(wǎng)：由于常規(guī)能源的有限性以及日益嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題，可再生能源的開發(fā)利用已成為全球性的趨勢，合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)可再生能源和其他新能源，走多元化潔凈能源發(fā)展道路，是我國社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路，我國已將“分布式供能技術(shù)”列入2006~2020年中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要。然而，由于風(fēng)、光等分布式能源的波動性，使其在并網(wǎng)或獨(dú)立供電系統(tǒng)應(yīng)用中遇到較大困難，國內(nèi)外研究結(jié)果表明，充分利用風(fēng)、光等資源在時間上的互補(bǔ)性，并與儲能系統(tǒng)及其他發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)是一種非常有效的途徑。微網(wǎng)技術(shù)已成為未來分布式發(fā)電供能系統(tǒng)集成技術(shù)的核心，是分布式發(fā)電大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

中國微電網(wǎng)發(fā)展需要解決的關(guān)鍵問題

微電網(wǎng)在未來電網(wǎng)中的定位及其與現(xiàn)有配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃

在發(fā)展微電網(wǎng)的時候.首先需要回答的一個關(guān) 鍵問題是微電網(wǎng)在未來電網(wǎng)中的定位問題.目前回 答這個問題還存在很大的技術(shù)難度。但是.從技術(shù)趨 勢來看.在靠近分散型資源或有極高供電可靠性需 求的用戶周邊區(qū)域.是適合發(fā)展微電網(wǎng)的。在這些 地區(qū).結(jié)合終端用戶電能質(zhì)量管理和能源梯級利用 技術(shù)形成的小型模塊化、分散式的供能網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到高 效、環(huán)保、節(jié)能的綜合效應(yīng)。再結(jié)合我國對可再生能 源發(fā)展規(guī)模的預(yù)測.微電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)能夠在未來配電網(wǎng) 中占據(jù)相當(dāng)?shù)囊?guī)模比例. 另一個問題就是微電網(wǎng)與現(xiàn)有配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā) 展。即微電網(wǎng)是基于 現(xiàn)在的配電網(wǎng)更新改造.還是全 新建設(shè)?在很多大中城市的新興科技園區(qū)中.基于環(huán) 保和節(jié)能等方面的考慮.都引入了小型燃?xì)廨啓C(jī)、太 陽能發(fā)電等分布式能源.同時保持與配電網(wǎng)的聯(lián)系。 通過多種供電通道實(shí)現(xiàn)高供電可靠性的目標(biāo).具有 微電網(wǎng)的雛形。但對于大多數(shù)的配電網(wǎng)用戶.要實(shí)現(xiàn) 微電網(wǎng)概念的供電模式.只能考慮在現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò) 的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造.技術(shù)復(fù)雜度比較大。

微電網(wǎng)自身的技術(shù)問題

微電網(wǎng)作為一個小而全的發(fā)供用電系統(tǒng).存在 大量的技術(shù)問題需要解決.例如.微電源的優(yōu)化配 置;微電源、負(fù)荷及微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制：微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行：能量管理和調(diào)度：微電網(wǎng)通信和可 視化;安全與保護(hù)技術(shù)等。控制問題是微電網(wǎng)研究 中的一個難點(diǎn)問題.應(yīng)優(yōu)先開展微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)和動 態(tài)模型研究.在此基礎(chǔ)上分別設(shè)計并網(wǎng)和孤網(wǎng)狀態(tài) 下的控制結(jié)構(gòu)，包括有功一頻率控制、無功一電壓控 制等.通過各微電源的分散控制和微電網(wǎng)監(jiān)控和調(diào) 度系統(tǒng)集中控制相結(jié)合來共同完成。進(jìn)一步考慮微 電網(wǎng)和大電網(wǎng)之間的相互作用進(jìn)行系統(tǒng)級的控制. 使微電網(wǎng)能靈活地在2種狀態(tài)之間平滑切換.并實(shí)現(xiàn)黑啟動。

微電網(wǎng)的仿真、試驗(yàn)及示范應(yīng)用

作為一個新的供電網(wǎng)絡(luò)形式.開展仿真及試驗(yàn)是一個必需的研究環(huán)節(jié)，包括微電網(wǎng)數(shù)字仿真技術(shù)研究、數(shù)字仿真與物理動模仿真接口的研究、數(shù)字仿真與物理動模仿真混合仿真平臺的開發(fā)等。而微電網(wǎng)示范丁程的建設(shè)則是微電網(wǎng)走向?qū)嶋H應(yīng)用的必要步驟。

中國微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展要解決的幾個問題

眾所周知，微網(wǎng)一般通過單點(diǎn)接入大電網(wǎng)，即從電網(wǎng)端看進(jìn)去微網(wǎng)是一個可控發(fā)電單元或者負(fù)荷。這樣可以充分利用微網(wǎng)內(nèi)各種分布式電源的互補(bǔ)性，能源的利用更加充分，并且減少各類分布式電源直接接入電網(wǎng)后對大電網(wǎng)的影響，同時方便配電網(wǎng)的運(yùn)行管理，降低因電網(wǎng)升級而增加的投資成本，降低輸電損耗，并有利于減少大型電站的發(fā)電備用需求。

同時，由于微網(wǎng)有兩種運(yùn)行模式：并網(wǎng)模式和孤島模式。在并網(wǎng)模式下，負(fù)荷既可以從電網(wǎng)獲得電能也可以從微網(wǎng)獲得電能，同時微網(wǎng)既可以從電網(wǎng)獲得電能也可以向電網(wǎng)輸送電能;當(dāng)電網(wǎng)的電能質(zhì)量不能滿足用戶要求或者電網(wǎng)發(fā)生故障時，微網(wǎng)與主電網(wǎng)斷開，獨(dú)立運(yùn)行，即運(yùn)行于孤島模式。從而有利于提高用戶的供電質(zhì)量和可靠性。

然而，微網(wǎng)目前在國內(nèi)外都還處于實(shí)驗(yàn)室和工程示范階段，在實(shí)際應(yīng)用中還存在諸多挑戰(zhàn)。

首先，微網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)營模式與目前電力法規(guī)存在一定的沖突，國家相關(guān)政策尚不明晰，已成為微網(wǎng)未來發(fā)展的主要障礙。

其次，微網(wǎng)中使用大量的電力電子裝置作為接口。一方面，電力電子裝置的可控性，有潛力為用戶提供更高的電能質(zhì)量;另一方面，使得微網(wǎng)內(nèi)的分布式電源相對于傳統(tǒng)大發(fā)電機(jī)慣性很小或無慣性，在能量需求變化的瞬間分布式電源無法滿足其需求，所以微網(wǎng)通常需要依賴儲能裝置來達(dá)到能量平衡;另外，基于電力電子器件的本身電氣特性和控制特點(diǎn)，通過逆變器接口的電源過載能力低，故障特性與旋轉(zhuǎn)發(fā)電設(shè)備具有明顯不同，使得微電網(wǎng)運(yùn)行及故障特性與傳統(tǒng)電網(wǎng)有明顯區(qū)別，增加了繼電保護(hù)及自動化控制等方面的配置難度。

最后，微網(wǎng)中關(guān)鍵設(shè)備如儲能變流器、并網(wǎng)接口、協(xié)調(diào)控制器、繼電保護(hù)及自動化設(shè)備還不夠完善，在國家層面還缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，特別是微網(wǎng)中多種接口形式電源協(xié)調(diào)穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)還有待于進(jìn)一步的研究和深入的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展獲支持

目前我國電力科技工作者已開始在微網(wǎng)方面展開大量的研究工作，在國家層面也有"863"和"973"計劃支持微網(wǎng)領(lǐng)域的研究及相應(yīng)的示范工程，并著手微網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)行、管理及關(guān)鍵設(shè)備等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理規(guī)范的制定工作。這必將有利于我國在可再生能源發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)集成領(lǐng)域掌握核心技術(shù)，增強(qiáng)國際競爭力;推動微網(wǎng)及其相關(guān)高新產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，有助于加速電網(wǎng)智能化進(jìn)程;有助于供電公司積極面對變革，克服分布式發(fā)電技術(shù)在發(fā)展過程中可能出現(xiàn)的技術(shù)問題;有利于為用戶提供更加可靠、低成本、清潔的電源;有利于整個社會低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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