干貨｜智能微網在分布式能源接入中的作用與挑戰

2018-04-13 10:24:32 上海科學普及出版社　點擊量：評論 (0)

隨著經濟和社會發展對能源需求的不斷增長，分布式可再生能源發電由于靠近用戶側直接供能且便于實現多種能源形式的互補而越來越受到重視。但...

隨著經濟和社會發展對能源需求的不斷增長，分布式可再生能源發電由于靠近用戶側直接供能且便于實現多種能源形式的互補而越來越受到重視。但一方面，分布式可再生能源大量接入產生的間歇性和波動性會對電網運行和電力交易造成直接的沖擊，影響電力系統的安全性和穩定性；另一方面，大量不受控的分布式能源發電并網會造成電力系統不可控制和缺乏管理的局面。這些因素都限制了分布式可再生能源在電力系統的接入規模和運行效率。

為整合分布式發電優勢，降低分布式可再生能源對電網的沖擊和負面影響，美國電力可靠性技術協會提出了微網的概念。

智能微網的概念及作用

微網是指由分布式能源、能量變換裝置、負荷、監控和保護裝置等匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制和管理的自治系統。既有僅利用光伏、儲能和負荷一起構成的簡單微網；也有由風力、光伏、儲能、冷/熱/電聯供系統等構成的多種類設備微網；還有由滿足一定技術條件的分布式電源和微網廣泛接入構成的公共微網。可將微網看作小型的電力系統，它具備完整的發電和配電功能，可以有效實現網內的能量優化。

隨著智能電網的建設和發展，相應提出了具備靈活性、高效性和智能化等特征的智能微網的概念。智能微網的提出旨在實現中低壓配電系統層面上分布式能源的靈活、高效應用，解決數量龐大、形式多樣的分布式能源無縫接入和并網運行時的主要問題，同時具備一定的能量管理功能，有效降低系統運行人員的調度難度，并提升可再生能源的接入能力。

微網的最終目標是實現各種分布式能源的無縫接入并發揮其最大潛力。為此，需要解決與微網相關的一系列關鍵技術，包括：規劃設計、控制與保護、電能質量監測與治理、能量優化管理、能源系統信息-物理融合、智能化接入與需求互動響應、直流微網及多微網間直流互聯等各個方面。

機遇與挑戰

1大量分布式能源并網會對電力系統產生沖擊和影響，從而限制了其接入規模和運行效率。

2智能微網是分布式能源發電并網的有效方式，可實現分布式能源的靈活、高效應用，解決數量龐大、形式多樣的分布式能源并網運行問題，有效降低系統運行人員的調度難度，并提升分布式能源的接入能力。微網的最終目標是實現各種分布式能源的無縫接入并發揮其最大潛力。

3未來的微網及能源和信息技術的融合包含三個方面：信息與計算嵌入微網能源、微網能源融入廣域信息網絡、基于信息的微網智能化。借助物聯網、云計算、數據挖掘等新興技術，為靈活地整合、管理、調度分布式資源奠定了基礎，可以推動電網與用戶的互動，將大大提高系統運行能力和接納可再生能源能力，進一步解決大規模分布式可再生能源的接入和消納問題。

4隨著電力電子技術和半導體器件成本的下降，基于直流的新型供電方式也逐漸成為可能，相對目前的交流微網供電模式，其具有靈活、高效、可靠等優點，多端直流系統、交-直流混合系統等也將是未來微網重要的創新模式。

5未來微網將從信息和電氣兩個方面向前發展，逐步形成一個以微網為核心的開放對等的信息-能源互聯系統架構，實現多種能源安全最優傳輸和配送、相互轉換（效率）、高效利用和動態靈活供需平衡，并提供雙向互動能源服務，將一個集中、單向、生產者控制的電網，轉變成分布更加廣泛、更多消費者互動的電網。

總體來看，微網的出現將完全改變配電系統的結構和運行特性。在微觀上，微網可被視作小型的電力系統，具備完整的發、輸、配電功能，可以實現局部的功率平衡與能量優化；在宏觀上，微網又是配電系統中的一個“虛擬”的電源或負荷。這使得現在的電力系統有了更大的柔性和可控性，同時也具有了更多的商業模式。現有研究和實踐表明，將分布式電源以微網形式接入到電網中并網運行，與電網互為支撐，是發揮分布式能源效能的最有效方式，具有巨大的社會與經濟意義。

原標題:【上海優秀科技成果集錦】智能微網在分布式能源接入中的作用與挑戰