智能微電網(wǎng)或?qū)⒋龠M能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

在中國，發(fā)展智能微電網(wǎng)的最大動力是充分利用可再生能源滿足未來能源多元需求，最大化接納可再生分布式能源，從而促進綠色能源的高效利用，提高能效。

雙向信息化能源網(wǎng)

《國家能源局關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導意見》發(fā)布，鼓勵2015年各省(市、區(qū))申報1~2個新能源微電網(wǎng)項目，在建設(shè)中，按照能源互聯(lián)網(wǎng)的理念，采用先進的互聯(lián)網(wǎng)及信息技術(shù)，實現(xiàn)能源生產(chǎn)和使用的智能化匹配及協(xié)同運行，以新業(yè)態(tài)方式參與電力市場，形成高效清潔的能源利用新載體。本次指導意見是電改9號文出臺后，專門針對微網(wǎng)系統(tǒng)提出的重要文件。

目前，微電網(wǎng)已成為解決電力系統(tǒng)眾多問題的一個重要手段。各國都依據(jù)本國電力系統(tǒng)實際問題提出了各自的微電網(wǎng)概念和發(fā)展目標。世界各國的能源發(fā)展動因不同，對微電網(wǎng)的研究側(cè)重點各異。在中國，發(fā)展智能微電網(wǎng)的最大動力是充分利用可再生能源滿足未來能源多元需求，最大化接納可再生分布式能源，從而促進綠色能源的高效利用，提高能效。未來利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可將全球的電力網(wǎng)轉(zhuǎn)化為共享網(wǎng)絡(luò)，每一個現(xiàn)存的建筑物都能夠變成微型電網(wǎng)，并體現(xiàn)出雙向信息化能源網(wǎng)的特點，分布式的、合作式的能源共享方式或許在未來25年內(nèi)即可實現(xiàn)。新能源微電網(wǎng)建設(shè)將開啟能源互聯(lián)網(wǎng)在需求側(cè)應用的落地展開，對能源生產(chǎn)和消費都將帶來巨大的變革，促進新能源的發(fā)展并帶來長期的投資機會。

智能微網(wǎng)系統(tǒng)是由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型智能的發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。本文介紹的DMP7600微電網(wǎng)能量管理和穩(wěn)定控制系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))遵循“清潔、高效、自治、安全”的思想和總體技術(shù)標準，全面覆蓋微電網(wǎng)的監(jiān)控、保護、運行控制等技術(shù)領(lǐng)域，旨在根據(jù)用戶的需求，提供全方位的微電網(wǎng)技術(shù)服務(wù)。

智能微網(wǎng)是未來的發(fā)展方向，是能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是主動配電網(wǎng)的基本單元，需要構(gòu)建基于微網(wǎng)的分布式能量管理系統(tǒng)應用與服務(wù)平臺，與手機聯(lián)動，實現(xiàn)用戶用能的精確計量、精確控制。

微電網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)

微電網(wǎng)它通過隔離變壓器、靜態(tài)開關(guān)和大電網(wǎng)相連接。微電網(wǎng)中絕大部分的微電源都采用電力電子變換器和負載相連接，使其控制靈活。微電網(wǎng)內(nèi)部有三條饋線，其中饋線A和B上連接有敏感負荷和一般負荷，根據(jù)用電負荷的不同需求情況，微電源安裝在饋線上的不同位置，而沒有集中安裝在公共饋線處，這種接入形式可以減少線路損耗和提供饋線末端電壓支撐。饋線C上接入一般負荷，沒有安裝專門的微電源，而直接由電網(wǎng)供電。每個微電源出口處都配有斷路器，同時具備功率和電壓控制器，在能量管理系統(tǒng)的控制下，調(diào)整各自功率輸出以調(diào)節(jié)饋線潮流。當監(jiān)測到大電網(wǎng)出現(xiàn)電壓擾動等電能質(zhì)量問題或供電中斷時，隔離開關(guān)S1動作，微電網(wǎng)轉(zhuǎn)入孤島運行模式，以保證微電網(wǎng)內(nèi)重要敏感負荷的不間斷供電，同時各微電源在能量管理系統(tǒng)的的控制下，調(diào)整功率輸出，保證微電網(wǎng)正常運行。對于饋線A、B、C上的一般負荷，系統(tǒng)則會根據(jù)微電網(wǎng)功率平衡的需求，將其切除。

微電網(wǎng)實際上就是一個小型的電力系統(tǒng)，由電源、儲能、負荷和控制系統(tǒng)等組成。可以說“麻雀雖小，五臟俱全”。而與大電網(wǎng)不同的是，微電網(wǎng)采用的電源一般都是分布式可再生能源，比如風力發(fā)電機、光伏電池等。作為新能源電網(wǎng)掌控未來能源的趨勢，微電網(wǎng)將結(jié)核“互聯(lián)網(wǎng)+”占據(jù)能源領(lǐng)域新風向標，新能源微電網(wǎng)是電網(wǎng)配售側(cè)向社會主體放開的一種具體方式，符合電力體制改革的方向，可為新能源創(chuàng)造巨大發(fā)展空間。

當前條件下，實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)還需要走很長的路，還有許多實際問題需要解決，能源互聯(lián)網(wǎng)的理論體系、技術(shù)體系，標準體系和產(chǎn)業(yè)鏈還沒有真正地形成。微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)主要是要與光伏發(fā)電，或者冷熱電聯(lián)動等一些基礎(chǔ)設(shè)施，并且與用戶的復合實現(xiàn)信息的互操作，在預測電力需求和供給的基礎(chǔ)上計算最佳的發(fā)電量，包括能源使用量，通過手機來接受電網(wǎng)發(fā)來的信息，通過時時控制，采用自己的發(fā)電策略，用電策略進行時時的調(diào)整。

微能源網(wǎng)集成了風、光、氣等多種能源輸入和熱、電、冷等多種產(chǎn)品輸出，并綜合考慮了各種能源之間的有機組合與集成優(yōu)化，其突出優(yōu)勢是可以充分利用可再生能源以及能源的梯級利用技術(shù)進行冷熱電一體化生產(chǎn)、計劃和調(diào)度，幫助用戶選擇更經(jīng)濟的能源。微能源網(wǎng)的組成除了用戶外通常還包括分布式三聯(lián)供燃氣機、光伏電源、小型風電、熱泵等供能單元，蓄冷、蓄熱、蓄電、蓄氣等儲能單元以及電網(wǎng)、熱(冷)網(wǎng)、通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)單元，并通過大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)對用戶和能源進行統(tǒng)一的調(diào)度管理，從而更好的實現(xiàn)能源、環(huán)境和經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

能量管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)被定義為發(fā)電和負荷的集合，而通常負荷不僅包括了電負荷，還包括熱和冷負荷，即熱電聯(lián)供和熱電冷三聯(lián)供。因此，微電網(wǎng)不僅要發(fā)電，而且要利用發(fā)電的余熱以提高總體效率。

能量管理系統(tǒng)(EMS)的目的即為作出決策以最優(yōu)地利用發(fā)電產(chǎn)生的電和熱(冷)。該決策的依據(jù)為當?shù)卦O(shè)備對熱量的需求、氣候的情況、電價、燃料成本等。

能量管理系統(tǒng)的調(diào)度控制功能：能量管理系統(tǒng)是為整個微電網(wǎng)服務(wù)的，即為系統(tǒng)級的，由此首要任務(wù)是將設(shè)備控制和系統(tǒng)控制加以明確區(qū)分，使各自的作用和功能簡單明了。微型汽輪機的轉(zhuǎn)速、頻率、機端電壓、發(fā)電機(微電源)的功率因數(shù)等應由微電源來控制，他們依據(jù)就地信號。CERTS的模型中，EMS只調(diào)度系統(tǒng)的潮流和電壓。潮流調(diào)度時需考慮燃料成本、發(fā)電成本、電價、氣候條件等。EMS僅控制微電網(wǎng)內(nèi)某些關(guān)鍵母線的電壓幅值，并由多個微電源的控制器配合完成，與配電網(wǎng)相聯(lián)的母線電壓應由所聯(lián)上級配電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)來控制。

除了上述基本功能外，EMS還具有其他一些功能，如當微電網(wǎng)與配電網(wǎng)解列后微電網(wǎng)應配備快速切負荷的功能，以使微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電與負荷平衡;由于微電源同時供給電、熱等負荷，調(diào)度時應同時兼顧，一般情況下往往采取“以熱定電”的原則，即滿足用戶對熱負荷需求的條件下再進行電量的調(diào)度;微電網(wǎng)中應配備一些儲能設(shè)備，如蓄電池、超級電容、飛輪等。

EMS的功能自然首先應針對微電網(wǎng)內(nèi)需求，如潮流和電壓調(diào)度、電能質(zhì)量和可靠性、提高運行的效率和經(jīng)濟性、降低污染排放等，但從長遠看它還可對配電網(wǎng)提供一些輔助服務(wù)和可靠性服務(wù)，特別是微電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的一個組成部分，可起到一定的負荷響應的作用。

此外，由于微電網(wǎng)本身位于用戶側(cè)，這些用戶可能為中心商業(yè)區(qū)(CBD)、學校、工廠等，它們本來就有供熱、通風、空調(diào)等過程控制系統(tǒng)，未來的EMS有可能成為這些系統(tǒng)以及當?shù)匕l(fā)電、儲能等的總調(diào)度系統(tǒng)。