微電網(wǎng)的市場前景如何？
日期：2022-03-21    瀏覽次數(shù): 3441

　　一、微電網(wǎng)的由來

　　近年來,分布式發(fā)電( Distributed Generation,DG )具有投資小、環(huán)保好以及靈活性高等優(yōu)點(diǎn),得到了快速的發(fā)展。但它對大電網(wǎng)的影響卻是不得不考慮的一個(gè)問題，數(shù)量眾多的分布式電源接入配電網(wǎng)后，傳統(tǒng)輻射狀的無源配電網(wǎng)絡(luò)將變成一個(gè)遍布中小型電源和負(fù)荷的有源網(wǎng)絡(luò)，潮流也不再單向地由變電站母線流向負(fù)荷。從技術(shù)上來說,配電網(wǎng)根本性的變化使得電網(wǎng)各種保護(hù)定值和機(jī)理發(fā)生了深刻變化，同時(shí)分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行可能會引起電網(wǎng)電壓和頻率的偏移，電壓波動(dòng)和閃變等電能質(zhì)量問題給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來很大威脅，所以，盡管分布式發(fā)電技術(shù)具有極大的應(yīng)用潛力,但仍然無法被電力部門所接受。

　　IEEE P1547《分布式資源與電力系統(tǒng)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)》對分布式能源的單獨(dú)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定:當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),分布式電源必須馬上退出運(yùn)行,這大大限制了分布式能源的充分發(fā)揮,也間接限制了新能源的利用。為了協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾,充分挖掘分布式能源為電網(wǎng)和用戶所帶來的價(jià)值和效益,21世紀(jì)初,學(xué)者們提出了微電網(wǎng)的概念。

　　微電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者對高電價(jià)的規(guī)避、對清潔能源的渴望以及對天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益的青睞。隨著人民支付能力的逐步提高以及分布式電源技術(shù)的逐漸發(fā)展,人們覺得大電網(wǎng)并不靈活,存在機(jī)械化和單一化的問題,不能完全滿足每個(gè)用戶個(gè)性化的需求,在技術(shù)和需求結(jié)合的情況下,大量的微電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。

　　二、什么是微電網(wǎng)

　　微電網(wǎng)也稱為微網(wǎng)，是未來電力系統(tǒng)的一種形式，在改善電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性以及在緩解能源和環(huán)境壓力上都具有特殊的優(yōu)勢。是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組由微電源、負(fù)荷、儲能系統(tǒng)的控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元，可同時(shí)提供電能和熱量。微電網(wǎng)內(nèi)部的電源主要是由電力電子裝置轉(zhuǎn)換，其大多為可再生能源，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、太陽能、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和生物質(zhì)能等提供必需的控制。微電網(wǎng)相對外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的可控單元，同時(shí)滿足用戶對電能質(zhì)量和供電可靠性、安全性的要求。微電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。

　　對于電力系統(tǒng)，微電網(wǎng)可視為電力系統(tǒng)可控的細(xì)胞，這個(gè)細(xì)胞可以被控制為一個(gè)簡單的可調(diào)度負(fù)荷，可以在數(shù)秒內(nèi)做出響應(yīng)以滿足傳統(tǒng)系統(tǒng)的需求;對于用戶，微電網(wǎng)可以作為一個(gè)可定制的電源，以滿足用戶多樣化的需求，如增強(qiáng)局部供電可靠性，降低饋電損耗，支持當(dāng)?shù)仉妷�，通過利用廢熱提高效率，提供電壓下限的校正，或作為不間斷電源。

　　綜上所述，微電網(wǎng)是相對于傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念，微電網(wǎng)和大電網(wǎng)通過進(jìn)行能量交換，雙方互為備用等方式，提高了供電可靠性。因此，開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，同時(shí)也是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的一個(gè)過渡。

　　三、微電網(wǎng)的特性

　　1、包容性

　　包容是微電網(wǎng)發(fā)展的重要方向。微電網(wǎng)的包容性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　(1)微電網(wǎng)能夠有效接納分布式電源。通過引入儲能技術(shù)和智能控制技術(shù),可有效改善分布式電源的波動(dòng)性及間歇性影響。

　　(2)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相兼容作為補(bǔ)充單元參與并網(wǎng)運(yùn)行。

　　(3)微電網(wǎng)能夠包容先進(jìn)的電力技術(shù),例如快速仿真計(jì)算、電源優(yōu)化控制、分布式儲能、先進(jìn)的能量管理以及高級計(jì)量等技術(shù)。

　　(4)微電網(wǎng)可根據(jù)自身發(fā)展需要,允許更多小型模塊化的裝置接入,易于擴(kuò)展規(guī)模,且可即插即用。

　　2.靈活性

　　充分發(fā)揮微電網(wǎng)小型化、模塊化、分散式的特點(diǎn)來彌補(bǔ)大電網(wǎng)的不足。

　　(1)微網(wǎng)具有單一可控、靈活調(diào)度的特點(diǎn),可作為備用電源。在大電網(wǎng)異常情況下,確保重要負(fù)荷的供電。

　　(2)微電網(wǎng)運(yùn)行模式的靈活切換可以保證在緊急情況下能夠從大電網(wǎng)解列,實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行,提高所轄負(fù)荷的供電可靠性;同時(shí)具備黑啟動(dòng)能力,能夠提高災(zāi)后應(yīng)急能力。

　　(3)微電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。其靈活組網(wǎng)的特點(diǎn)能適用在偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū),通過因地制宜地組建不同形式和規(guī)模的微電網(wǎng),解決偏遠(yuǎn)地區(qū)用電難的問題。

　　3.定制性

　　微電網(wǎng)的定制性體現(xiàn)在用戶對電力的需求。

　　(1)微電網(wǎng)可以組建在中心城區(qū),通過對負(fù)荷分級,提供分級供電,滿足不同用戶的電能質(zhì)量需求,實(shí)現(xiàn)靈活供電。

　　(2)微電網(wǎng)通過利用電力電子裝置、固態(tài)控制器、快速故障解除開關(guān)、儲能系統(tǒng)等元件,向電能質(zhì)量敏感的用戶提供所需的可靠性水平和電能質(zhì)量水平。

　　4.經(jīng)濟(jì)性

　　微電網(wǎng)融合了電能的生產(chǎn)、交換、分配、消費(fèi)等環(huán)節(jié),不僅涉及發(fā)電商和用戶的利益,還與整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)利益密切相關(guān)。

　　(1)有利于微電網(wǎng)內(nèi)部用戶的利益。在外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠保證用戶的用電質(zhì)量,尤其是減少商業(yè)用戶因停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失;同時(shí)可以引導(dǎo)用戶根據(jù)自身需求消費(fèi)電能,節(jié)約電力消費(fèi)。

　　(2)有利于微網(wǎng)內(nèi)發(fā)電商的利益。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行的特點(diǎn)能夠?yàn)槠鋬?nèi)部的發(fā)電商延長能量出售,從而提供額外的經(jīng)濟(jì)效益。

　　(3)有利于整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)利益。微電網(wǎng)通過與大電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制,能夠綜合優(yōu)化能量利用、運(yùn)行效率和環(huán)境排放,對市場交易和資產(chǎn)配置統(tǒng)一管理,延緩電網(wǎng)的投資,實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行。

　　5.自治性

　　自治運(yùn)行是微網(wǎng)基本特點(diǎn)。作為小型能源網(wǎng)絡(luò),自治要求微網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)維持自身的能量平衡,可脫離主網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。

　　(1)基于實(shí)時(shí)通信、快速控制和儲能單元,微網(wǎng)能夠在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過程中實(shí)現(xiàn)功率平衡和電壓、頻率的穩(wěn)定。

　　(2)通過實(shí)時(shí)監(jiān)控及時(shí)預(yù)警故障前兆,降低故障概率,并能對已發(fā)生的故障自動(dòng)采取措施進(jìn)行控制和糾正,使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài),確保微網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

　　四、微電網(wǎng)的發(fā)展前景

　　在具體實(shí)施方面,我國的河北、天津、河南、浙江、珠海等地已經(jīng)在進(jìn)行微電網(wǎng)示范項(xiàng)目的研究及建設(shè)。其中,珠海東澳島微電網(wǎng)項(xiàng)目的建成,解決了島上長期以來的缺電現(xiàn)象,最大限度地利用海島上豐富的太陽光和風(fēng)力資源,最低程度地利用柴油發(fā)電,提供綠色電力。微電網(wǎng)行業(yè)研究小組分析認(rèn)為,微電網(wǎng)是大電網(wǎng)的有力補(bǔ)充,是智能電網(wǎng)領(lǐng)域的重要組成部分,在工商業(yè)區(qū)域、城市片區(qū)及偏遠(yuǎn)地區(qū)有廣泛的應(yīng)用前景。

　　隨著微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)進(jìn)度加快,預(yù)計(jì)微電網(wǎng)將進(jìn)入快速發(fā)展期。國內(nèi)雖然對微電網(wǎng)的研究取得一定的進(jìn)展,但與歐洲、美國及日本等由研究機(jī)構(gòu)、制造商和電力公司組成的龐大研究團(tuán)隊(duì)相比,我國在研究力量和取得成果上仍存在較大差距。近三年,微電網(wǎng)開始逐漸走到政策前臺,國家能源局也計(jì)劃在“十二五”期間建設(shè)30個(gè)微電網(wǎng)示范工程,各級政府已經(jīng)出臺了一些支持性政策,自下而上推動(dòng)力越來越顯著。2015年陸續(xù)有一批重大示范工程獲批,預(yù)期未來各地會有更多政府或企業(yè)主導(dǎo)的項(xiàng)目上馬,微電網(wǎng)在國內(nèi)的市場將非常廣闊。

文章來源：知乎再現(xiàn)葉榮添，如侵聯(lián)刪