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分布式能源與微電網、電站的區別與聯系

2017-07-21 10:51:15 大云網　點擊量：評論 (0)

分布式能源與微電網、電站的區別與聯系

分布式能源（DER）：一般定義為包括分布式發電（DG）、儲能裝置（ES）和與公共電網相連的系統。其中DG是指滿足終端用戶的特殊需求，接在用戶側的小型發電系統，主要有內燃機，微型燃氣輪機、燃料電池、太陽能、風能等發電系統。

微電網把分布式發電、儲能裝置、負荷通過控制系統協調控制，形成單一可控單元，直接接在用戶側，優點是非常明顯的。

分布式能源有很多優點，比如可實現能源綜合梯級利用，彌補大電網穩定性方面不足，環境友好等，但是它的最本質缺點在于不可控和隨機波動性，從而造成高滲透率下對電網穩定的負面影響。

微電網的控制模式和策略是里面的關鍵部分，無論是系統級的主從、對等和綜合性控制模式，還是逆變器級的P/Q、U/f、下垂控制，乃至和儲能相結合的控制方式，都是微電網的核心部分。而這些，在分布式能源系統里面是不會涉及的。

所以，分布式能源和微電網的本質區別就在于前者不可控，后者可控。

具體而言：

1、電站：傳統電網分為發輸變配用，或者說（電）源-（電）網-（負）荷。電能是單相流動的，大型的電站發電，長距離電網送電，到用戶這里用電。

2、分布式能源：電網里中一種利用可再生能源的方法，因為風能、太陽能的分布不會像煤礦、天然氣那樣集中，所以在西北之類風光資源充足的地方修建大型風電場、光伏電站的同時，可以在用戶側接入小型的風機、光伏、儲能、燃氣輪機等電源設備，省去了在電網中傳輸的損耗，提高可再生能源的比例。這里風機、官府、燃料電池、微型燃氣輪機成為分布式發電（Distributed Generations，DGs），帶上儲能設備稱為分布式電源（Distuibuted Energy Resource，DER）。

3、分布式的問題：由于用戶側出現了電源，傳統源-網-荷的單向能量流變成了雙向，導致電網既定的調度、保護策略面臨了新考驗，加上風、光資源具有波動性和隨機性，發電難以控制，分布式電源直接并網最終會導致整個電網絡不穩定。隨著2012年底國家開放分布式并網政策，2013年國電電網公司規定6MW以下分布式電源免費接入10kv線路，2014年又規定20MW以下光伏電站（實際是分布式電源，所以所分布式電源其實就是小型的電站）可以接入35KV線路售電，部分地區已經出現過因為光伏發電比例過大（滲透率高）導致系統崩潰的事故。于是，為了讓分布式電源可控，大約06年開始提出了各種方案，最有前途的是兩種，微電網（Mircogrid，MG）和虛擬電廠（Virtual power Plant，VPP）。

4、微電網：微電網是把分布式電源和它所供能的負荷以及能量轉換、保護、監控等裝置作為一個系統，形成一個小型的完整電網，以儲能設備或者微型燃氣輪機這類可控的電源維持系統的穩定，使之可以消納光伏、風電這些可再生能源，整個微電網與大電網有一個公共連接點（PCC），當微電網電源功能不足時可以通過大電網補充缺額，發電量大時可以將多余電網饋送回大電網。

分布式電源以微電網方式并網和直接并網的卻別主要是兩點：a、微電網可以通過控制策略決定并網點的功率流向，比如發電多時用儲能存儲，負荷大時儲能放電；b、標準意義上的微電網可以和大電網斷開，從并網模式切換成孤島運行模式，兩種模式能否實現無縫切換是微電網成功的標志。

從這個意義上說，目前全世界范圍內文獻可知的微電網不到500個，大部分不能實現真正的無縫切換，當然有些是無電地區純孤島運行的微電網，對大電網沒影響。所以有分布式電源和負荷通過PCC點并網，但做不到孤島的，還應該認為是分布式電源直接并網。

5、虛擬電廠：微電網要求網內的設備在地理上是集中的，電源、負荷都相互靠近，網內設備都可控（比如最簡單的孤島控制策略：高頻減載、低頻減源），對于大電網來說化整為零，系統內會出現多個自治的小系統。和微電網的思路相反，虛擬電廠的思路是化零為整，把一定范圍內所有分布式電源看做一個電廠來管理，可以通過中央控制器的方式集中控制每個電源，實現協調控制，也可以通過需求響應等手段，調控各個獨立控制的分布式電源。

6、主動配電網：由于國內之前把需求側管理的能效電廠概念和虛擬電廠概念不加區分，所以國內的虛擬電廠會特指通過工商業用戶的節能改造帶來的能源節約，把省的電等效成一個虛擬的電廠多發了這些電，這一純粹蒙事騙補貼的概念（以上文字三觀不正確）。

所以近年來又出現了主動配電網（Acvtie Distuibtion Network，ADN）的概念，這個概念也被翻譯成有源配電網，因為電專業里active通常翻譯成有源，比如有源元件、有源濾波器等，這甚至導致國內各門派為爭論那種譯法科學而水了不少文章。簡單來說所有含分布式電源并網的配電網絡都是ADN，以為配電網也有電源了，但是為了強調配電網由受轉攻，額，我說的是由受電端變成供電端，所以稱之為主動，好似翻身農奴做主人，從此配電不在受輸電鄙視，從此站了起來。其本質還是虛擬電廠的思想，強調對整個配電網范圍內的分布式電源實現協調控制。相比于微電網，它的優勢是控制的分布式電源規模可以更大，范圍更廣。缺點是現在也就是個概念，用于各種水論文，申基金申項目。

主要問題在于：a、想調動分布式電源或者你擁有控制權或者你可以利益驅動用戶按你的期望調度，前者的通信控制問題目前配電網范圍似乎還沒誰真做出實際系統來，不是仿真算例就是控制規模只能算微電網，后者因為電價掌握在發改委手里，通過能源管理合同之類的激勵方式獲取控制權就把問題變成了前者。所以主動配電網也算是今后水文章的一大方向，短期內實踐無望。

附一張學校的微網系統