微電網(wǎng)和分布式發(fā)電的“前世今生”

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源分布與供應(yīng)，消費(fèi)與環(huán)保的矛盾日趨突出。為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，改善霧霾，國(guó)家大力倡導(dǎo)發(fā)展清潔能源，而伴隨著清潔能源開(kāi)發(fā)利用規(guī)模的擴(kuò)大，清潔能源電力并網(wǎng)難卻不斷顯現(xiàn)。為改善并網(wǎng)的種種弊端，人們已將視角轉(zhuǎn)向微電網(wǎng)技術(shù)，使微電網(wǎng)由科研試驗(yàn)向推廣應(yīng)用發(fā)展。從技術(shù)層面看，微電網(wǎng)技術(shù)已成為分布式發(fā)電供電系統(tǒng)集成技術(shù)的核心，也是分布式發(fā)電大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。在清潔能源發(fā)電比重不斷加大的狀況下，只有通過(guò)分布式發(fā)電以微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)，才能最大限度發(fā)揮分布式發(fā)電的效能，因而微電網(wǎng)發(fā)展將被寄予厚望。

微電網(wǎng)實(shí)質(zhì)上是個(gè)小電網(wǎng)，而分布式發(fā)電是基礎(chǔ)，但傳統(tǒng)大電網(wǎng)是在火電體系下建起來(lái)的。微電網(wǎng)的形成與發(fā)展絕不是對(duì)大電網(wǎng)的挑戰(zhàn)，而是對(duì)大電網(wǎng)有益補(bǔ)充，也是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)高效、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)供電的重要環(huán)節(jié)。微電網(wǎng)能將分布式發(fā)電與配電網(wǎng)連接起來(lái)而起到“橋梁”作用，破解可再生能源電力并網(wǎng)難題。隨著微電網(wǎng)技術(shù)的成熟，清潔能源發(fā)電成本下降，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以及石化能源價(jià)格上揚(yáng)，必將促進(jìn)微電網(wǎng)快速發(fā)展，為分布式發(fā)電并網(wǎng)提供支撐。

一、微電網(wǎng)概念及其優(yōu)越性

微電網(wǎng)的基礎(chǔ)是分布式發(fā)電，實(shí)質(zhì)是個(gè)小型電網(wǎng)，由各種分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷、監(jiān)控、保護(hù)、計(jì)量、通信等組成。微電網(wǎng)相當(dāng)于電力系統(tǒng)中的“毛細(xì)管”，也是智能電網(wǎng)中新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單元。值得一提的是儲(chǔ)能系統(tǒng)，它是微電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠供電的基礎(chǔ)，即在孤網(wǎng)運(yùn)行也能保證重要客戶的用電需求。

微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)緊密相關(guān)，微電網(wǎng)的興起讓人們仿佛看到了有效化解清潔能源電力并網(wǎng)的希望，從而推動(dòng)清潔能源發(fā)電的快速發(fā)展，具有鮮明的技術(shù)革命特征。微電網(wǎng)具有靈活的運(yùn)行方式和可調(diào)度的性能，既可接入配電網(wǎng)運(yùn)行，也可作為獨(dú)立電網(wǎng)運(yùn)行。通過(guò)相關(guān)控制裝置對(duì)兩種運(yùn)行方式進(jìn)行切換，使之達(dá)到協(xié)調(diào)配合，提高供電可靠性。

對(duì)配電網(wǎng)而言，微電網(wǎng)是個(gè)可控、可調(diào)度的負(fù)荷，使電力調(diào)度人員不再直面各個(gè)分布式電源，而是通過(guò)微電網(wǎng)對(duì)分布式電源進(jìn)行有效控制和管理。微電網(wǎng)是配電網(wǎng)有機(jī)組成部分和有益補(bǔ)充，其發(fā)展也必將促進(jìn)清潔能源市場(chǎng)迅速擴(kuò)容，有效提振市場(chǎng)情緒，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展?；谖㈦娋W(wǎng)與配電網(wǎng)的相互作用機(jī)理，規(guī)范微電網(wǎng)與配互動(dòng)模式，只有滿足微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)的技術(shù)要求，才能提高其協(xié)調(diào)控制能力和能效，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供電力支撐，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)社會(huì)用能清潔化。

二、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)大力發(fā)展清潔能源

我國(guó)煤炭消耗量全球第一，而燃煤是導(dǎo)致大氣污染重要原因之一。在節(jié)能減排壓力增大形勢(shì)下，則需在生態(tài)優(yōu)先的和諧理念引領(lǐng)下，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展清潔能源，轉(zhuǎn)變發(fā)電用能結(jié)構(gòu)，改變傳統(tǒng)能源消費(fèi)方式，以提高能源效率為主線，保障合理用能，鼓勵(lì)節(jié)約用能，限制粗放用能，控制能源消費(fèi)的過(guò)快增長(zhǎng)。以落實(shí)大氣污染防治為契機(jī)大力發(fā)展清潔能源，使能源發(fā)展呈現(xiàn)多元化。電力作為與生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)行業(yè)，既是重要二次能源，又是一次能源消耗大戶，也是污染物減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。無(wú)論是從降低能源消耗強(qiáng)度，還是擴(kuò)大清潔能源消費(fèi)的角度，提高電能終端消費(fèi)比重都勢(shì)在必行。

電能是安全、優(yōu)質(zhì)、高效、可靠、清潔的二次能，只有大規(guī)模發(fā)展清潔能源電力，以適應(yīng)電能大規(guī)模、跨地區(qū)、遠(yuǎn)距離輸送和大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，為實(shí)施電能替代提供支撐。為滿足經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展戰(zhàn)略，統(tǒng)籌能源與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，使能源結(jié)構(gòu)由高碳向低碳轉(zhuǎn)變，能源利用由粗放向集約轉(zhuǎn)變，能源服務(wù)由單向供給向智能互動(dòng)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建安全、高效、可靠、完善的現(xiàn)代能源供應(yīng)保障體系。

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展的形勢(shì)下，能源需求仍保持較快增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，為緩解生態(tài)污染壓力，則需轉(zhuǎn)變發(fā)電能源結(jié)構(gòu)，以電力中心聚合綠色能源正能量，大力發(fā)展清潔能源電力，使之達(dá)到與社會(huì)效益和生態(tài)效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在大力開(kāi)發(fā)利用清潔能源發(fā)電時(shí)，還須著力解決風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性電力的并網(wǎng)影響，從而提高清潔能源電力的并網(wǎng)與消納能力，為電能替代提供電支撐。

國(guó)家能源局宣布從2012年9月起正式啟動(dòng)創(chuàng)建100座“新能源示范城市”，事實(shí)上新能源示范城市的建設(shè)是離不開(kāi)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)參與，這是有效促進(jìn)清潔能源開(kāi)發(fā)利用和落實(shí)大氣污染防治措施的重要舉措。在大力發(fā)展清潔能源發(fā)電的同時(shí)，還要在新能源電力質(zhì)量，使之呈現(xiàn)出安全、高效、優(yōu)質(zhì)、綠色的喜人態(tài)勢(shì)，更好服務(wù)社會(huì)民生。

隨著《分布式發(fā)電管理辦法》和《分布式發(fā)電并網(wǎng)辦法》的出臺(tái)，分布式發(fā)電必將迎來(lái)新一輪發(fā)展機(jī)遇，也推動(dòng)微電網(wǎng)發(fā)展的進(jìn)一步升溫。國(guó)家電網(wǎng)公司向社會(huì)發(fā)布《關(guān)于做好分布式發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作意見(jiàn)》(暫行)，并作出按政策全額收購(gòu)富余電力的承諾，以及《促進(jìn)風(fēng)能發(fā)展白皮書(shū)》的發(fā)布等，這些都必將會(huì)更好促進(jìn)分布式發(fā)電的發(fā)展和并網(wǎng)消納，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供電力支撐。

三、微電網(wǎng)為分布式發(fā)電并網(wǎng)提供支撐

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，而能源發(fā)展也面臨資源約束趨緊，環(huán)境污染嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢(shì)。國(guó)家倡導(dǎo)大力發(fā)展清潔能源，伴隨著清潔能源發(fā)電的逐步發(fā)展，清潔能源電力并網(wǎng)問(wèn)題也不斷顯現(xiàn)。為改善新能源電力并網(wǎng)的弊端，人們已將視角轉(zhuǎn)向微電網(wǎng)技術(shù)。

隨著相關(guān)新能源發(fā)電并網(wǎng)政策出臺(tái)，可破解清潔能源電力并網(wǎng)難題，必將促進(jìn)清潔能源發(fā)電的快速發(fā)展。依靠清潔能源電力的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)，促進(jìn)分布式發(fā)電更好發(fā)展，推動(dòng)微電網(wǎng)進(jìn)一步升溫。在光伏、風(fēng)電等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，無(wú)論在新農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)，還是城市供電網(wǎng)絡(luò)，微電網(wǎng)正扮演一個(gè)越來(lái)越重要角色。同時(shí)還要在清潔能源電力發(fā)展中，不斷拓展新思路，打破新能源電力負(fù)荷要在當(dāng)?shù)仄胶怆娏π枨蟮氖`和限制?？赏ㄟ^(guò)微電網(wǎng)將分布式電源分散、多點(diǎn)接入配電網(wǎng)，不但有利于清潔能源電力并網(wǎng)消納，而且也能最大限度發(fā)揮分布式發(fā)電的效能，提高清潔能源的利用效率。

微電網(wǎng)是接入分布式發(fā)電的配電子系統(tǒng)，實(shí)際上也是一個(gè)小型電網(wǎng)，其基礎(chǔ)是分布式發(fā)電，如光伏、生物質(zhì)能發(fā)電，只有通過(guò)微電網(wǎng)與配電網(wǎng)連接起來(lái)而起到“橋梁”作用，有利于可再生能源電力的并網(wǎng)消納，不但能促進(jìn)分布式發(fā)電的更快發(fā)展，而且也提高清潔能源利用效率。

基于微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的相互作用機(jī)理，只要滿足微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)的基本技術(shù)要求，微電網(wǎng)功能才會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，才能為眾多可再生能源豐富地區(qū)提高經(jīng)濟(jì)效益而發(fā)揮作用。為此，必須從安全角度研究制定微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范微電網(wǎng)與配電網(wǎng)互動(dòng)模式、運(yùn)營(yíng)管理要求，以提高對(duì)微電網(wǎng)的快速隔離、孤網(wǎng)保護(hù)、無(wú)縫切換、穩(wěn)定控制、能量管理等方面取得技術(shù)上突破，讓更加完善的微電網(wǎng)為分布式發(fā)電并網(wǎng)提供技術(shù)支撐。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著分布式發(fā)電的加快發(fā)展，微電網(wǎng)將被寄予厚望。在政策引領(lǐng)微電網(wǎng)的發(fā)展中，則需著力解決微電網(wǎng)運(yùn)行中的快速隔離、孤網(wǎng)保護(hù)、無(wú)縫切換、穩(wěn)定控制、運(yùn)營(yíng)管理等技術(shù)問(wèn)題，必將會(huì)大幅度提振其市場(chǎng)情緒。在破解分布式發(fā)電并網(wǎng)難題的同時(shí)，必將會(huì)推動(dòng)清潔能源發(fā)電的快速發(fā)展，為全面建設(shè)小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)，提供電力支撐，也是落實(shí)十八大精神具體實(shí)踐。