在能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸和消費(fèi)過(guò)程中，被浪費(fèi)掉的電力才是最應(yīng)該關(guān)注的部分。因此在未來(lái)的微電網(wǎng)設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該考慮的是原有能源系統(tǒng)中有多少能效提升的可能，在規(guī)劃新的電源和系統(tǒng)的時(shí)候也必須優(yōu)先考慮能效提升后的轉(zhuǎn)機(jī)需求，盡可能地降低系統(tǒng)的能源供應(yīng)成本。

在目前各類微電網(wǎng)設(shè)計(jì)模型中，熱電氣多能互補(bǔ)模式是性價(jià)比最高的，沒(méi)有之一。在當(dāng)前的技術(shù)水平下，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備將成為微網(wǎng)系統(tǒng)的核心，同時(shí)在條件允許的地區(qū)，風(fēng)電和光伏也將成為微網(wǎng)發(fā)電的重要組成部分。在美國(guó)的眾多微電網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)踐中，熱電聯(lián)產(chǎn)通常占據(jù)80%的發(fā)電容量，風(fēng)電和光伏承擔(dān)剩下的20%。在未來(lái)，隨著可再生能源發(fā)電成本的繼續(xù)降低以及新技術(shù)的發(fā)展，可再生能源的發(fā)電占比還會(huì)繼續(xù)提升。

可再生能源電力的優(yōu)勢(shì)自然是零排放的清潔電力，而且不需要額外構(gòu)建燃料的運(yùn)輸渠道，缺點(diǎn)也十分明顯，在缺乏足夠的儲(chǔ)能設(shè)備的情況下，能源供應(yīng)的穩(wěn)定性受到了很大的挑戰(zhàn)。為了緩解微電網(wǎng)系統(tǒng)中由于風(fēng)電和光伏的間歇性發(fā)電和負(fù)荷側(cè)的波動(dòng)，儲(chǔ)能設(shè)備成為大多數(shù)微電網(wǎng)的標(biāo)配。此處的儲(chǔ)能設(shè)備不僅僅指代電池，還包括儲(chǔ)熱和儲(chǔ)氣等不同種類能源介質(zhì)的儲(chǔ)存。在電池作為大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備成本依然較高的情況下，其他類型的儲(chǔ)能設(shè)備反而能夠在多能互補(bǔ)的微電網(wǎng)項(xiàng)目中得到更多的應(yīng)用。

目前，大多數(shù)微網(wǎng)項(xiàng)目的儲(chǔ)能設(shè)備還是用于平滑用戶負(fù)荷曲線、彌補(bǔ)日內(nèi)和周內(nèi)的發(fā)用電缺口。長(zhǎng)期的季節(jié)性儲(chǔ)能設(shè)備暫未有較好的整合方案。總體來(lái)看，微電網(wǎng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃必須全盤考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源稟賦和用戶的需求，以系統(tǒng)能源供應(yīng)的安全性和可靠性為第一標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上再考慮經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性。設(shè)計(jì)中不僅要考慮能源供需的平衡，還要考慮能夠提供靈活性的設(shè)備與消耗靈活性的設(shè)備之間的平衡。

微電網(wǎng)是規(guī)模較小的分散的獨(dú)立系統(tǒng)，它將由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量裝換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。微電網(wǎng)本身可看做是小型的電力系統(tǒng)，具備完整的運(yùn)輸配電功能，可實(shí)現(xiàn)可再生能源的安全消納。同時(shí)微電網(wǎng)本身還是一個(gè)典型的分布式發(fā)電功能系統(tǒng)，可通過(guò)能源之間的調(diào)度，提高終端能源的利用率。

微電網(wǎng)的特征是以分布式發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ)，融合儲(chǔ)能、控制和保護(hù)裝置；接入的電壓是配電網(wǎng)電壓等級(jí)；能夠在聯(lián)網(wǎng)和孤島兩種模式運(yùn)行；分布式電源之間有一定地理距離。

微網(wǎng)方式運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

1.提高分布式電源的有效運(yùn)行時(shí)間；

2.在電網(wǎng)災(zāi)變情況下為重要用戶持續(xù)供電；

3.降低用戶對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)供電可靠性的要求；

4.實(shí)現(xiàn)可再生能源綜合優(yōu)化利用；

5.微電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。因此，發(fā)展微電網(wǎng)技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)意義巨大。

首先，微電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光等可再生分布式能源一體化并網(wǎng)，對(duì)無(wú)序接入分布式電源進(jìn)行統(tǒng)一管控，提高電網(wǎng)接納間歇性分布式電源的能力，解決規(guī)模光伏輸出功率波動(dòng)的問(wèn)題，提升網(wǎng)內(nèi)功率動(dòng)態(tài)平衡能力。

第二，微電網(wǎng)通過(guò)協(xié)調(diào)控制，使微網(wǎng)內(nèi)分布式電源通過(guò)有效配合來(lái)均衡負(fù)載、延緩電網(wǎng)升級(jí)、減小線路投資，解決因規(guī)模間歇性電源接入需要增加主網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量的問(wèn)題。

第三，微電網(wǎng)對(duì)內(nèi)通過(guò)對(duì)不同類型分布式電源及負(fù)荷進(jìn)行整合，對(duì)外可等效為一個(gè)可調(diào)度的單元，參與系統(tǒng)調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)一定經(jīng)濟(jì)效益，提高大量分布式光伏接入的經(jīng)濟(jì)性。

第四，在用戶端形成戶用微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)用戶個(gè)性化、差異化服務(wù)，解決用戶需求多樣性的問(wèn)題。

第五，以電為載體，形成微型的綜合能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種能源聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行。

新時(shí)代對(duì)能源發(fā)展提出了清潔化、智能化、高效化以及安全可靠的要求，而隨著可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的不斷成熟，大力發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。和傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，微電網(wǎng)的最大特點(diǎn)是可以對(duì)分布式能源進(jìn)行就地消化、就地平衡，同時(shí)也可以和大電網(wǎng)進(jìn)行能量交換。正因如此，微電網(wǎng)被認(rèn)為是智能電網(wǎng)領(lǐng)域的重要組成部分，在工商業(yè)區(qū)域、城市片區(qū)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)有廣泛的應(yīng)用前景。隨著分布式可再生能源儲(chǔ)能微電網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步、成本的降低、新型負(fù)荷的出現(xiàn)，結(jié)合售電側(cè)改革，微電網(wǎng)將會(huì)有越來(lái)越多的電力市場(chǎng)份額。

當(dāng)前我國(guó)新能源發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛，按照規(guī)劃，2050年風(fēng)電和光伏的裝機(jī)容量都將達(dá)到10億千瓦。但與新能源發(fā)展相伴，棄風(fēng)棄光現(xiàn)象非常嚴(yán)重。究其原因，是因?yàn)樾履茉窗l(fā)電具有不穩(wěn)定性和間歇性，大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用將使供需矛盾更加突出。從某種意義上說(shuō)，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的程度將決定新能源的發(fā)展水平。儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，關(guān)鍵是電池技術(shù)的進(jìn)步。可再生能源+儲(chǔ)能”是新能源發(fā)展的必然選擇，而儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜性決定了儲(chǔ)能電池技術(shù)的多元化發(fā)展方向。未來(lái)針對(duì)電力調(diào)峰儲(chǔ)能的大容量電池和電力調(diào)頻儲(chǔ)能的大功率電池，還有待技術(shù)的創(chuàng)新突破。儲(chǔ)能電池包括六大技術(shù)內(nèi)涵，其中，電池材料是基礎(chǔ)，但并不是儲(chǔ)能電池技術(shù)研究的全部。

微電網(wǎng)有兩種運(yùn)行模式，第一種是并網(wǎng)模式，正常情況下微網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，成為聯(lián)網(wǎng)模式；第二種是孤島模式，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿足要求時(shí)，微電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)而獨(dú)立運(yùn)行，成為孤島模式。

在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障時(shí)，微電網(wǎng)仍能保持對(duì)用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故；在自然災(zāi)害和極端氣候條件下造成外力破壞的情況下仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；具有確保信息安全的能力和破解計(jì)算機(jī)病毒破壞的能力。

微電網(wǎng)具有實(shí)時(shí)、連續(xù)的安全評(píng)估和分析能力，強(qiáng)大的預(yù)警控制系統(tǒng)和預(yù)防控制能力，自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。微電網(wǎng)支持可再生能源的正確、合理的接入，適應(yīng)分布式發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，能使需求側(cè)供電的功能更加完善和提高，從而實(shí)現(xiàn)與用戶的交互和高效互動(dòng)，滿足用戶多樣化的電力需求。

微電網(wǎng)支持電力市場(chǎng)和電力交易的有效開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，進(jìn)一步降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率，為用戶提供可承受電價(jià)水平的電力供應(yīng)。微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化管理。微電網(wǎng)可以進(jìn)一步優(yōu)化資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

各國(guó)分布式電源的發(fā)展是由其資源分布特點(diǎn)、政策激勵(lì)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)等決定。我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源主要富集在“三北”地區(qū)，主要以大規(guī)模發(fā)展為主，分布式開(kāi)發(fā)條件不及歐美；天然氣資源匱乏；小水電資源豐富，優(yōu)于歐美。小水電、風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電以及資源綜合利用發(fā)電政策已較完備。光伏發(fā)電、天然氣多聯(lián)供政策相比歐美尚有欠缺。風(fēng)電、光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與國(guó)外相當(dāng)，燃機(jī)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與國(guó)外尚有差距。

分布式電源的大量接入會(huì)對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)，穿透功率越大，挑戰(zhàn)越大。建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和發(fā)展電網(wǎng)友好型分布式電源技術(shù)是解決高穿透率分布式電源并網(wǎng)問(wèn)題的關(guān)鍵。

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