微能源网技术待落地

  要发展能源互联网，最核心的子单元就是智能微能源网。为改善新能源电力并网的弊端，人们已将视角转向微能源网技术。

  清洁能源是解决经济发展、环境污染、资源紧张的根本途径。但目前清洁能源面临时间维度分布不均衡、空间维度分布不平衡的问题，能源互联网应运而生。

  要发展能源互联网，最核心的子单元就是智能微能源网。为改善新能源电力并网的弊端，人们已将视角转向微能源网技术。

  “微能源网不是一种产品，而是一种服务，这种服务要实现经济、功能、环境、技术等四个维度的多目标的最优。技术主要是解决电力来源、网荷、输出的能量优化与功率协调；经济层面则是处理不同利益体之间的冲突。”特变电工西安电气科技有限公司微网产品线总经理郝翔介绍说。

  微能源网是一种智慧型能源综合利用的区域网络。在近期举办的2018（第三届)中国微能源网（能源互联网)技术与应用大会上，郝翔介绍，它以能源的优化利用为导向，是与能源互联网有机链接的智能化区域能源生产、使用、存储、调度、控制的系统，是能源互联网的基本组成部分。

  它具备较高的新能源接入比例，相对独立运行，可通过能量存储和优化配置，实现本地能源生产与用能负荷基本平衡，实现风、光、天然气等各类分布式能源多能互补，并可根据自身的需求与公共电网灵活互动，微能源网的狭义概念与微电网相同。

  微能源网的思路是，以分布式开发、本地化高效利用的微能源网系统，取代集中生产、被动消费的传统能源互联网；以用户为中心，让用户真正参与进来，削峰填谷，在需求侧管理的基础上加强响应，实现供需并重。

  “微能源网和传统电网一个最主要的区别，是微能源网可以对分布式能源进行就地消化、就地平衡，同时也可以和大电网进行能量交换，因此微电网内部的控制和相关保护技术，和大电网相比有一些相应的区别。”华北电力大学输配电系统研究所所长张建华说。

  关于微能源网的几项技术，包括分布式发电的控制技术与微电网控制与保护技术。“这这中间还包括不同供电模式下微电网的孤岛检测与运行控制技术、微电网的保护与主动安全控制技术、高渗透率场景下的微电网互联运行的群组协调控制技术，以及适用于微电网的集中、分散控制保护设施。”张建华说。

  此外，储能技术、能量管理技术、多微网协调控制技术等也是微能源网的关键技术。“储能技术可提高系统的经济性和灵活性，平抑可再次生产的能源的波动性，提高储能状态过程中的稳定性，能量管理技术可以在一定程度上完成微电网的稳定与经济运行。”张建华解释说。

  微电网是接入分布式发电的配电子系统，实际上也是一个小型电网，其基础是分布式发电，如光伏、生物质能发电，只有通过微电网与配电网连接起来而起到“桥梁”作用，有利于可再次生产的能源电力的并网消纳，不但能促进分布式发电的更快发展，而且也提高清洁能源利用效率。

  近日，在中电联微电网系列标准宣贯会上，国家能源局电力司电网处负责人详细地理解阅读了《推进并网型微电网建设试行办法》。“微电网作为可再次生产的能源并网的一种重要方式，是智能电网的重要组成部分，是多能互补系统集成优化的解决方案之一。”中电联发展研究院党总支书记、副院长李斌表示。

  《试行办法》在总则中提出了并网型微电网的四大特征：微型、自治、清洁、友好。具体包括：35千伏及以下电压接入、最大负荷2万千瓦的“微型”特征；年交换电量不超过年用电量50%的“自治”特征；可再次生产的能源容量50%或系统综合能效70%以上的“清洁”特征；参与电网双向服务、使用户得到满足电能质量发展要求的“友好”特征。

  并网型微电网的运行和控制技术基本成熟，但技术经济性和市场成熟度却制约着并网型微电网的商业推广。一方面，分布式电源、储能和控制管理系统等的成本还很高，也不具有大电源、大电网的规模经济效益；另一方面，目前市场化条件还不成熟，难以发挥微电网灵活调节、可靠供电和差异化服务的价值优势。

  “我国能源互联网的提法已经有三年时间了，我们业内如何在能源互联网领域中有效开展工作，这是我们重点研究的问题。”中国机械工业联合会理事长陈斌认为，终端赋能和用户侧微能源网的工作思路，值得探讨和尝试。

  他表示，微能源网作为全新的发展理念，大量的空白需要填补，一线企业正通过实践，探索微能源网的技术路线。

  “2015年能源互联网这个概念提出以后，互联网能源系统也建成一些示范应用，我们得知这其中一个关键的难点就是系统前期设计的问题，很多项目在前期设计的匹配如果有不合理的地方，后期纠正是很困难的。”上海电气分布式能源公司项目负责工程师古云蛟说。

  “我们在项目前期就提供一个工具，帮助用户合理设计、匹配资源。”古云蛟介绍，该公司推出的DES PSO软件能够最终靠建模、仿真、模拟消除供电端和用能端方向问题，为能源互联网整体系统提供解决可再生资源渗透率、光伏、风机的不确定性与用户负荷波动性等问题的方案。

  该软件从用户用能数据出发，对当地的环境资源，包括电价、气价、用能成本，以及各种分布式能源技术的特性做一些标准化的建模，包括技术特性的模型和经济成本的模型，以整体项目在使用户得到满足能源复合平衡的情况下，为客户计算最优的投资成本。

  特变电工着力于园区微电网建设，“微电网和传统发电的最大区别是负荷。”郝翔介绍，一个园区的负荷可大致分为四种：保障负荷、终端负荷、可转移的生产负荷以及后期扩容的负荷。同时，园区还有用能成本高、扩容需求大、供电可靠性低、用能形式粗放、能效低等特点。“要解决企业的用电问题，微电网是有效的统一手段。”

  特变电工工业园区智能微电网解决方案包括双端、三层、多场景的微电网成套解决方案。双端是云端和本地；三层是管理层+协调层+执行层；多场景指的是交流、直流、交直流混合。

  据郝翔介绍，对于交直流混合微电网，能源路由器是一个很新的技术，放在这里面可以替代传统的光伏变电器，相变和二次能源管理系统都可以集成到这个系统里，减少设备的投资成本。

  能量路由器是由交直流混合微电网的核心设备，包括交流端口、直流端口、中压和低压的交直流端口等。以先进电能变换装置为核心，集成了现代通信技术和电力变换技术、智能控制与管理技术，实现局域电网的能量智能管理、分布式能量的高效利用与控制。

  谈到微能源网的前景，郝翔认为，大家要补贴、要政策，这个很难，现在只能做一些能做的市场。“微能源网未来肯定以一种新业态的方式参与电力市场的交易，在网络架构技术上有非常广阔的价值，交直流混合智能微电网肯定是未来的发展趋势。”