微電網(wǎng)迎黃金發(fā)展期數(shù)字化創(chuàng)新推動價值實現(xiàn)

2017-10-13 16:12:52 施耐德電氣　點擊量：評論 (0)

近日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》（下稱《辦法》），旨在推進能源供給側(cè)改革，促進并規(guī)范微電網(wǎng)健康發(fā)展，引導(dǎo)分布式能源和可再生能源的就地消納，建立多元融合、供需互動

近日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》（下稱《辦法》），旨在推進能源供給側(cè)改革，促進并規(guī)范微電網(wǎng)健康發(fā)展，引導(dǎo)分布式能源和可再生能源的就地消納，建立多元融合、供需互動、高效配置的能源生產(chǎn)與消費體系。微電網(wǎng)本身獨具的諸多優(yōu)勢、創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，以及政策利好等一系列因素正在為其發(fā)展創(chuàng)造機遇，或?qū)⒂瓉硇碌谋l(fā)點。

微電網(wǎng)的部署強調(diào)新技術(shù)的應(yīng)用，使分布式能源圍繞共同目標進行協(xié)作，并幫助運營方制定可優(yōu)化互聯(lián)系統(tǒng)的運營和管理的分析戰(zhàn)略，以及緩解雙向電力系統(tǒng)的設(shè)計局限。全球能效管理與自動化領(lǐng)域的專家施耐德電氣作為微電網(wǎng)領(lǐng)域的先行者，關(guān)注微電網(wǎng)技術(shù)在分布式能源中實現(xiàn)最佳協(xié)作的方式，并通過創(chuàng)新實踐力求實現(xiàn)微電網(wǎng)效益最大化。

微電網(wǎng)的優(yōu)勢

在施耐德電氣看來，微電網(wǎng)在能源可靠性、能源易獲取、能源獨立和能源成本優(yōu)化四個方面擁有突出優(yōu)勢。首先，微電網(wǎng)能夠獨立于主電網(wǎng)，實現(xiàn)自給自足，從而提高了供電彈性。當主電網(wǎng)遇到重大問題時，微電網(wǎng)能夠快速解耦，并仍然可以繼續(xù)從地方電源供電。此外，在風(fēng)險可預(yù)測的情況下，可通過有意采取預(yù)防策略為微電網(wǎng)做好準備。當微電網(wǎng)本身出現(xiàn)問題時，微電網(wǎng)能夠進行備份，并自動進行重新配置。

在能源獲取方面，微電網(wǎng)可以加快智能電網(wǎng)的部署，并增加發(fā)展中國家民眾獲取能源的機會；還可通過整合更多可再生發(fā)電方式來減少化石燃料消耗，有助于“能源獨立”的實現(xiàn)。此外，微電網(wǎng)可利用能源靈活性優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)平衡，優(yōu)化能源成本。其目標之一是實現(xiàn)地方可再生綠色能源的自給消費，以便能夠部分或全部取代主電網(wǎng)提供的能源，從而有助于減少與能源有關(guān)的溫室氣體排放。另一個目標則是將現(xiàn)場分布式發(fā)電作為靈活的能源資源，以優(yōu)化需求響應(yīng)程序的參與情況。

微電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化

在部署方面，微電網(wǎng)基于其優(yōu)勢，旨在通過高效分布式能源集成以及靈活的控制，以符合經(jīng)濟、低碳、安全等全球能源轉(zhuǎn)型的期望。為了滿足這些性能目標，微電網(wǎng)技術(shù)需要圍繞以下幾個方面，在系統(tǒng)控制與保護、分布式能源管理及能源控制上尋求優(yōu)化與創(chuàng)新：

（一）保證安全和可靠的運營

《辦法》中指出，微電網(wǎng)內(nèi)部需具有保障負荷用電與電氣設(shè)備獨立運行的控制系統(tǒng)，具備電力供需自我平衡運行和黑啟動能力。此外，微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的交換功率和交換時段具有可控性，可與并入電網(wǎng)實現(xiàn)備用、調(diào)峰、需求側(cè)響應(yīng)等雙向服務(wù)。

在微電網(wǎng)中，本地分布式發(fā)電及脫離主電網(wǎng)孤島運行的能力為保護系統(tǒng)的設(shè)計帶來新的挑戰(zhàn)。隨著微電網(wǎng)運行條件的改變，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化。因此，短路電流容量的大小和方向都可能不同。保護系統(tǒng)必須經(jīng)過精心設(shè)計，以便在各個運行模式所有可能出現(xiàn)的故障情況中確保人員和設(shè)備的安全，同時避免因錯誤的保護識別而導(dǎo)致宕機。除了保護系統(tǒng)的設(shè)計，在微電網(wǎng)應(yīng)用中，電能質(zhì)量的測量更加重要，應(yīng)對諧波、頻率變化、瞬變、電壓驟降和驟升在內(nèi)的特定電能質(zhì)量問題進行監(jiān)測和分析，并使其保持在正常運行范圍內(nèi)。

（二）控制分布式能源

《辦法》中指出，微電網(wǎng)具有“清潔”這一基本特征，規(guī)定其以當?shù)乜稍偕茉窗l(fā)電為主，或以天然氣多聯(lián)供等能源綜合利用為目標的發(fā)電型式，鼓勵采用燃料電池等新型清潔技術(shù)，其中可再生能源裝機容量占比在50%以上，或天然氣多聯(lián)供系統(tǒng)綜合能源利用效率在70%以上。大多數(shù)分布式電源使用逆變器來接入電網(wǎng)（太陽能光伏、風(fēng)力、電池、燃料電池等）。將逆變式可再生發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電機相結(jié)合時，這將變得特別困難。除了可再生能源自帶的間歇性以外，逆變器不具有轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間的天然慣性連接。而利用逆變式發(fā)電機（IBG）的創(chuàng)新概念可以幫助克服此前提到的穩(wěn)定性挑戰(zhàn)。將此類IBG與傳統(tǒng)的發(fā)電機相結(jié)合，將幫助解決大多數(shù)微電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性相關(guān)的問題。

（三）優(yōu)化能源控制

微電網(wǎng)控制器負責(zé)整個系統(tǒng)的運行。這個協(xié)調(diào)層管理本地發(fā)電和存儲功能、負載管理和電網(wǎng)服務(wù)，以達到能源成本、二氧化碳排放和可靠性相關(guān)的預(yù)期目標。通過以下幾種技術(shù)解決方案可以實現(xiàn)微電網(wǎng)控制器的高效運行：第一，最直接的解決方案是使用中央控制器來收集操作信息，直接與SCADA或云服務(wù)進行交互，以運行優(yōu)化算法，將選定的策略部署到不同的互聯(lián)資產(chǎn)上；第二種解決方案是實現(xiàn)分布式微電網(wǎng)控制器。這意味著每個組件都參與系統(tǒng)優(yōu)化，并直接與其同類進行協(xié)作。此外，運營者也可以綜合上述兩種解決方案。例如，在多設(shè)施微電網(wǎng)的情況下，將單設(shè)施微電網(wǎng)控制器（集中式操作）與多設(shè)施微電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的分布式方法相結(jié)合，會獲得很好的效果。

基于物聯(lián)網(wǎng)的EcoStruxureTM電網(wǎng)架構(gòu)：把握微電網(wǎng)爆發(fā)機遇

過去十年中，太陽能發(fā)電和儲能等分布式能源領(lǐng)域的實質(zhì)性進展，以及物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境為微電網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了全新協(xié)作和優(yōu)化能力。微電網(wǎng)正在成為推動能源轉(zhuǎn)型的催化劑，并有望在政策支持下迎來新的增長。在中國，微電網(wǎng)正在進入新的增長期，日漸成為越來越多的市場主體進入電力世界的途徑。施耐德電氣通過基于物聯(lián)網(wǎng)的EcoStruxure電網(wǎng)（即EcoStruxureGrid）架構(gòu)，提供從互聯(lián)互通的產(chǎn)品、邊緣控制，到應(yīng)用、分析與服務(wù)的完整的創(chuàng)新技術(shù)組合，并結(jié)合豐富的全球應(yīng)用經(jīng)驗，幫助新進業(yè)者把握微電網(wǎng)機遇。

因為絕大部分可再生能源都是間歇性的，而微電網(wǎng)需要優(yōu)化各種不同的能源接入，并平衡發(fā)電和用電，所以這兩種應(yīng)用都需要EcoStruxure電網(wǎng)提供的強大的互聯(lián)互通性能，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計算分析能力。在數(shù)字電網(wǎng)架構(gòu)之下，EcoStrxure電網(wǎng)通過收集和管理關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并從數(shù)據(jù)分析中獲取豐富洞察，以實現(xiàn)更高等級的資產(chǎn)管理，優(yōu)化運營，提升靈活性。基于EcoStruxure電網(wǎng)，施耐德電氣將定制化解決方案、靈活方法與專業(yè)技能相結(jié)合，交付先進微電網(wǎng)，在不影響主網(wǎng)的前提下保證電網(wǎng)獨立性，幫助用戶最大化運營時間，并獲取與此前大型電力生產(chǎn)企業(yè)和配電企業(yè)相同的能效管理能力。在微電網(wǎng)的黃金發(fā)展周期中，這將為電力公司、運營商、能源用戶等微電網(wǎng)利益相關(guān)者帶來新的競爭力。

責(zé)任編輯：lixin

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