鄭德化：穩(wěn)定控制是智能微網(wǎng)的關鍵

智能家具自動調(diào)節(jié)冷熱、能源大廈自動控制負荷……當微電網(wǎng)遇上智能化，電網(wǎng)建設的一個“新風口”──智能微電網(wǎng)迅速“竄紅”。當前，智能微電網(wǎng)有哪些新內(nèi)涵？關鍵技術是什么？企業(yè)該以何種姿勢正確擁抱？近日，本報記者采訪了已建成兩個贏利式智能微電網(wǎng)項目、參與制定了兩項世界電工委員會IEC微電網(wǎng)系統(tǒng)標準的金風科技北京天誠同創(chuàng)電氣有限公司總工程師鄭德化。

中國電力報：智能微電網(wǎng)的“智能”主要體現(xiàn)在哪些方面？

鄭德化：智能微電網(wǎng)是以電力電子技術為核心的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是將可再生能源發(fā)電技術、能源管理系統(tǒng)和輸配電基礎設施高度集成的新型電網(wǎng)，是智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢之一。

與傳統(tǒng)的小水電等分布式發(fā)電網(wǎng)不同，智能微電網(wǎng)在控制技術、控制理論、控制思想方面實現(xiàn)了突破性的創(chuàng)新。它本身可以看作是小型的電力系統(tǒng)，具備完整的發(fā)、輸、配電功能，可實現(xiàn)用戶側可再生能源的安全消納。同時，它也是一個典型的分布式發(fā)電功能系統(tǒng)，可以通過能源之間的調(diào)度，提高終端能源利用率。這些都是傳統(tǒng)小水電式等簡單的發(fā)用電微網(wǎng)系統(tǒng)所不具備的。

一般來說，當前的微電網(wǎng)都是以電力電子為硬件技術建設起來的，都是智能型的微電網(wǎng)。所謂的“智能”，一是發(fā)電側“智能”，微電網(wǎng)要與大電網(wǎng)“友好相處”并支撐大電網(wǎng)，就需要以信息通信、能源調(diào)度等層面的智能功能作保障；二是用電側“智能”，即幫助用戶在不同時段實現(xiàn)科學用電，比如無人值守地控制智能充電樁的充電、放電等。

智能微電網(wǎng)除了要更穩(wěn)定、更安全之外，還要為用戶提供更多信息，比如告知用戶何時該使用、并能保證用戶使用綠色能源。“綠色用電”價格便宜不說，還能獲得政府獎勵，受到用戶歡迎理所當然。目前，我們正在進行的智能負荷控制研究，正是為了解決智能用電的問題。

值得注意的是，對智能微電網(wǎng)概念的認識需要不斷突破。例如，當前興起的智慧樓宇本身也是智能微電網(wǎng)，它能實現(xiàn)智能家居的全自動化，同時監(jiān)控冷熱電器，在不影響用戶日常生活的前提下，幫助用戶實現(xiàn)最舒適、最經(jīng)濟的用電。

總之，相比于傳統(tǒng)微電網(wǎng)，智能微電網(wǎng)追求的是發(fā)電側、用戶側的有機結合，達到最佳的優(yōu)化運行、控制效果。

中國電力報：智能微電網(wǎng)的關鍵技術、設備是什么？

鄭德化：能源互聯(lián)網(wǎng)的核心是平臺技術，具體到智能微電網(wǎng)來說，最關鍵的是穩(wěn)定控制技術。

眾所周知，分布式電源是以不穩(wěn)定的、間歇性的風光資源為主的，若不能實現(xiàn)穩(wěn)定控制，接入大電網(wǎng)后就會干擾大電網(wǎng)。要想實現(xiàn)穩(wěn)定控制，微電網(wǎng)就需要配備儲能系統(tǒng)?？梢哉f，智能微電網(wǎng)的“智能”功能，主要是通過對儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定控制來實現(xiàn)的。但是，儲能系統(tǒng)種類復雜，實現(xiàn)其穩(wěn)定控制并非易事。

當前，對于不同種類的儲能設備如何控制、何時控制，仍是一項世界級難題。

為了實現(xiàn)穩(wěn)定控制，我們研發(fā)出了暫態(tài)穩(wěn)控系統(tǒng)、動態(tài)穩(wěn)控系統(tǒng)、負荷側監(jiān)測控制系統(tǒng)、孤島控制系統(tǒng)四套核心產(chǎn)品。其中，暫態(tài)、動態(tài)穩(wěn)控采用的是同一套系統(tǒng)，但兩者的控制策略完全不同。因為控制策略要根據(jù)不同用戶、不同需求的情況而不斷變化。目前，仍有很多具體情況、具體場景的控制策略還在不斷摸索中。

智能微電網(wǎng)的硬件設備主要是控制系統(tǒng)柜。目前，國內(nèi)的控制系統(tǒng)柜有很多，但能達到世界級標準的還比較少。我們已經(jīng)主導制定了《微電網(wǎng)規(guī)劃與設計導則》、《微電網(wǎng)運行與控制技術規(guī)范》兩項世界電工委員會IEC微電網(wǎng)系統(tǒng)標準。在標準修訂過程中，通過不斷進行技術驗證與改進，控制系統(tǒng)柜的電流、電壓穩(wěn)定等性能指標甚至超過了世界微電網(wǎng)標準等級。

中國電力報：我國智能微電網(wǎng)發(fā)展前景如何？貴公司主要的智能微電網(wǎng)建設實踐有哪些，未來規(guī)劃是怎樣的？

鄭德化：我國智能微電網(wǎng)市場有待進一步挖掘，其面臨的問題有兩個方面。一是國家政策不明朗。這一方面可借鑒歐美國家成熟的發(fā)展經(jīng)驗和商業(yè)模式，例如在加拿大某些地區(qū)，企業(yè)投資微電網(wǎng)項目，政府會免費供給儲能資金和設備。二是儲能系統(tǒng)價格偏高。近幾年來，儲能技術雖實現(xiàn)了飛躍，但并未出現(xiàn)顛覆性的技術革命，儲能系統(tǒng)的價格仍然相對較高。

目前，我們已經(jīng)建成了兩個能為公司帶來經(jīng)濟效益的智能微電網(wǎng)，其中之一是為中車集團在江蘇大豐建設的微電網(wǎng)項目。這是我國第一個商業(yè)化的智能微電網(wǎng)示范性產(chǎn)品，項目建設未享受國家補貼，現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了贏利。另一個是在寧夏嘉澤建設的智能微電網(wǎng)項目，該項目運用了我們自主研發(fā)的智能微網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)控保護裝置，實現(xiàn)了微電網(wǎng)的智能化、遠程無人值守控制。

另外，我們正在北京新建一座能源大廈。能源大廈將以大數(shù)據(jù)中心為核心，并嘗試與其所在園區(qū)現(xiàn)有的微電網(wǎng)結合起來，做成園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)。目前我們設想的是完成居民飲食起居、娛樂等所需的大部分負荷，并對各種負荷進行分類，然后實現(xiàn)能源優(yōu)化控制。這將是一項驕人的業(yè)績。

我們將微燃機引入到兆瓦級微電網(wǎng)，并將微燃機與柴油機聯(lián)合組成超過1兆瓦的主支撐電源，實現(xiàn)對大電網(wǎng)的友好互動。這在國內(nèi)是首創(chuàng)。

通過微燃機天然氣冷熱電三聯(lián)供、分布式可再生能源和智能電網(wǎng)等方式，能夠?qū)崿F(xiàn)多能互補和協(xié)同供應，為園區(qū)提供高效、智能的能源供應和相關的增值服務，同時實施能源需求側管理，推動能源就近消納，提高能源綜合利用效率。

我們還在研制微燃機并網(wǎng)、離網(wǎng)多模式的運行控制策略。有關該研究，世界范圍內(nèi)的成功案例還非常少。該研究一旦取得進展，將是微電網(wǎng)控制技術方面的重大突破。