黎明前的“黑暗” 微电网前行需“一点光”

21ic智能电网：由于常规能源的有限性以及日益严重的环境污染等问题，可再生能源的开发利用已成为全球性的趋势，合理调整能源结构，大力开发可再生能源和其他新能源，走多元化洁净能源发展道路，是我国社会可持续发展的必由之路，我国已将“分布式供能技术”列入2006~2020年中长期科学和技术发展规划纲要。然而，由于风、光等分布式能源的波动性，使其在并网或独立供电系统应用中遇到较大困难，国内外研究结果表明，充分利用风、光等资源在时间上的互补性，并与储能系统及其他发电系统结合组成的微电网系统是一种非常有效的途径。微网技术已成为未来分布式发电供能系统集成技术的核心，是分布式发电大规模工业化应用的关键。

中国微电网发展需要解决的关键问题

微电网在未来电网中的定位及其与现有配电网的协调发展规划

在发展微电网的时候.首先需要回答的一个关 键问题是微电网在未来电网中的定位问题.目前回 答这个问题还存在很大的技术难度。但是.从技术趋 势来看.在靠近分散型资源或有极高供电可靠性需 求的用户周边区域.是适合发展微电网的。在这些 地区.结合终端用户电能质量管理和能源梯级利用 技术形成的小型模块化、分散式的供能网络，达到高 效、环保、节能的综合效应。再结合我国对可再生能 源发展规模的预测.微电网应当能够在未来配电网 中占据相当的规模比例. 另一个问题就是微电网与现有配电网的协调发 展。即微电网是基于 现在的配电网更新改造.还是全 新建设?在很多大中城市的新兴科技园区中.基于环 保和节能等方面的考虑.都引入了小型燃气轮机、太 阳能发电等分布式能源.同时保持与配电网的联系。 通过多种供电通道实现高供电可靠性的目标.具有 微电网的雏形。但对于大多数的配电网用户.要实现 微电网概念的供电模式.只能考虑在现有供电网络 的基础上进行技术改造.技术复杂度比较大。

微电网自身的技术问题

微电网作为一个小而全的发供用电系统.存在 大量的技术问题需要解决.例如.微电源的优化配 置;微电源、负荷及微电网系统的控制：微电网与大电网的协调运行：能量管理和调度：微电网通信和可 视化;安全与保护技术等。控制问题是微电网研究 中的一个难点问题.应优先开展微电网的稳态和动 态模型研究.在此基础上分别设计并网和孤网状态 下的控制结构，包括有功一频率控制、无功一电压控 制等.通过各微电源的分散控制和微电网监控和调 度系统集中控制相结合来共同完成。进一步考虑微 电网和大电网之间的相互作用进行系统级的控制. 使微电网能灵活地在2种状态之间平滑切换.并实现黑启动。

微电网的仿真、试验及示范应用

作为一个新的供电网络形式.开展仿真及试验是一个必需的研究环节，包括微电网数字仿真技术研究、数字仿真与物理动模仿真接口的研究、数字仿真与物理动模仿真混合仿真平台的开发等。而微电网示范丁程的建设则是微电网走向实际应用的必要步骤。

中国微电网技术发展要解决的几个问题

众所周知，微网一般通过单点接入大电网，即从电网端看进去微网是一个可控发电单元或者负荷。这样可以充分利用微网内各种分布式电源的互补性，能源的利用更加充分，并且减少各类分布式电源直接接入电网后对大电网的影响，同时方便配电网的运行管理，降低因电网升级而增加的投资成本，降低输电损耗，并有利于减少大型电站的发电备用需求。

同时，由于微网有两种运行模式：并网模式和孤岛模式。在并网模式下，负荷既可以从电网获得电能也可以从微网获得电能，同时微网既可以从电网获得电能也可以向电网输送电能;当电网的电能质量不能满足用户要求或者电网发生故障时，微网与主电网断开，独立运行，即运行于孤岛模式。从而有利于提高用户的供电质量和可靠性。

然而，微网目前在国内外都还处于实验室和工程示范阶段，在实际应用中还存在诸多挑战。

首先，微网建设、运营模式与目前电力法规存在一定的冲突，国家相关政策尚不明晰，已成为微网未来发展的主要障碍。

其次，微网中使用大量的电力电子装置作为接口。一方面，电力电子装置的可控性，有潜力为用户提供更高的电能质量;另一方面，使得微网内的分布式电源相对于传统大发电机惯性很小或无惯性，在能量需求变化的瞬间分布式电源无法满足其需求，所以微网通常需要依赖储能装置来达到能量平衡;另外，基于电力电子器件的本身电气特性和控制特点，通过逆变器接口的电源过载能力低，故障特性与旋转发电设备具有明显不同，使得微电网运行及故障特性与传统电网有明显区别，增加了继电保护及自动化控制等方面的配置难度。

最后，微网中关键设备如储能变流器、并网接口、协调控制器、继电保护及自动化设备还不够完善，在国家层面还缺乏统一的技术标准，特别是微网中多种接口形式电源协调稳定运行技术还有待于进一步的研究和深入的实验验证。

微电网技术发展获支持

目前我国电力科技工作者已开始在微网方面展开大量的研究工作，在国家层面也有"863"和"973"计划支持微网领域的研究及相应的示范工程，并着手微网相关规划、设计、建设、运行、管理及关键设备等技术标准管理规范的制定工作。这必将有利于我国在可再生能源发电相关系统集成领域掌握核心技术，增强国际竞争力;推动微网及其相关高新产业链的发展，有助于加速电网智能化进程;有助于供电公司积极面对变革，克服分布式发电技术在发展过程中可能出现的技术问题;有利于为用户提供更加可靠、低成本、清洁的电源;有利于整个社会低碳经济的发展以及节能减排目标的实现。

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