微電網:網絡結構-中文百科頻道

名詞解釋

美國标準

CERTS（Consortium for ElectricReliability Technology Solutions）合作組織由美國的電力集團、伯克利勞倫斯國家實驗室等研究機構組成的，在美國能源部和加州能源委員會等資助下，對微電網技術開展了專門的研究。CERTS定義的微電網基本概念：這是一種負荷和微電源的集合。該微電源在一個系統中同時提供電力和熱力的方式運行，這些微電源中的大多數必須是電力電子型的，并提供所要求的靈活性，以确保能以一個集成系統運行，其控制的靈活性使微電網能作為大電力系統的一個受控單元，以适應當地負荷對可靠性和安全性的要求。

CERTS定義的微電網提出了一種與以前完全不同的分布式電源接入系統的新方法。傳統的方法在考慮分布式電源接入系統時，着重在分布式電源對網絡性能的影響。按傳統方法當電網出現問題時，要确保聯網的分布式電源自動停運，以免對電網産生不利的影響。而CERTS定義的微電網要設計成當主電網發生故障時微電網與主電網無縫解列或成孤島運行，一旦故障去除後便可與主電網重新連接。這種微電網的優點是它在與之相連的配電系統中被視為一個自控型實體，保證重要用戶電力供應的不間斷，提高供電的可靠性，減少饋線損耗，對當地電壓起支持和校正作用。因此，微電網不但避免了傳統的分布式發電對配電網的一些負面影響，還能對微電網接入點的配電網起一定的支持作用。

歐洲标準

歐洲提出要充分利用分布式能源、智能技術、先進電力電子技術等實現集中供電與分布式發電的高效緊密結合，并積極鼓勵社會各界廣泛參與電力市場，共同推進電網發展。微電網以其智能性、能量利用多元化等特點也成為歐洲未來電網的重要組成。目前，歐洲已初步形成了微電網的運行、控制、保護、安全及通信等理論，并在實驗室微電網平台上對這些理論進行了驗證。其後續任務将集中于研究更加先進的控制策略、制定相應的标準、建立示範工程等。即，為分布式電源與可再生能源的大規模接人以及傳統電網向智能電網的初步過渡做積極準備。

日本标準

微電網是指在一定區域内利用可控的分布式電源，根據用戶需求提供電能的小型系統。

東京大學給出的定義：微電網是一種由分布式電源組成的獨立系統，一般通過聯絡線與大系統相連，由于供電與需求的不平衡關系，微電網可選擇與主網之間互供或者獨立運行。

三菱公司給出的定義：微電網是一種包含電源和熱能設備以及負荷的小型可控系統，對外表現為一整體單元并可以接入主網運行；并且将以傳統電源供電的獨立電力系統也歸入為微電網研究範疇，大大擴展了CERTS（美國電力可靠性技術解決方案協會）對微電網的定義範圍。

技術應用

微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置彙集而成的小型發配電系統。微電網中的電源多為容量較小的分布式電源，即含有電力電子接口的小型機組，包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏電池、小型風力發電機組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置。它們接在用戶側，具有成本低、電壓低以及污染小等特點。

由于環境保護和能源枯竭的雙重壓力，迫使我們大力發展清潔的可再生能源。高效分布式能源工業（熱電聯供）的發展潛力和利益空間巨大。提高供電可靠性和供電質量的要求以及遠距離輸電帶來的種種約束都在推動着在靠近負荷中心設立相應電源。通過微電網控制器可以實現對整個電網的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而僅采用常規的量測裝置，量測裝置與就地控制器之間采用快速通訊通道。采用分布式電源和負荷的就地控制器實現微電網暫态控制，微電網集中能量管理系統實現穩态安全、經濟運行分析。微電網集中能量管理系統與就地控制器采用弱通訊連接。

微電網是一個可以實現自我控制、保護和管理的自治系統，它作為完整的電力系統，依靠自身的控制及管理供能實現功率平衡控制、系統運行優化、故障檢測與保護、電能質量治理等方面的功能。

智能微電網(MicroSmartGrid)是将可再生能源發電技術(風力發電、光伏發電、生物質能、潮汐能等)、能源管理系統(EMS)和輸配電基礎設施高度集成的新型電網，它具有提高能源效率、提高供電的安全性和可靠性、減少電網的電能損耗、減少對環境的影響。強化科研技術，深入開發建設智能微電網有利于擴大分布式電源與可再生能源的大規模接入，為負荷地區提供可靠的供給，實現有效的主動式配電網方式，促進智能微電網變革。

中國發展

國外對于微電網的研究起步較早，在關鍵技術方面已取得一些突破，并在小規模微電網中得到驗證。其中美國、歐洲、日本及加拿大等建設了一批示範工程，為微電網的發展提供了一些經驗借鑒，成為微電網領域領先國家。國外正在推動微電網向更高電壓等級、更大容量發展。

國内微電網研究處于起步探索階段，國家電網公司是微電網技術研究的主要機構。2011年8月，國網電科院微電網技術體系研究項目通過驗收。該項目首次提出了中國微電網技術體系，涵蓋微電網核心技術框架、電網應對微電網的策略、技術标準和政策等，制定了我國微電網發展線路和技術路線圖，對我國微電網不同發展階段提出了積極的意見和建議。

河北、天津、河南、浙江、珠海等地已經在進行微電網示範項目的研究及建設。其中，珠海東澳島微電網項目的建成，解決了島上長期以來的缺電現象，最大程度地利用海島上豐富的太陽光和風力資源，最小程度地利用柴油發電，提供綠色電力。随着整個微電網系統的運行，東澳島可再生能源發電比例從30%上升到70%。

2015年8月，,煙台長島分布式發電及微電網接入控制工程通過國家發改委驗收,正式竣工投運。這是我國北方第一個島嶼微電網工程,可以在外部大電網瓦解的情況下,實現孤網運行保證對重要用戶的連續供電,極大地提高長島電網的供電能力和供電可靠性。

微電網行業研究小組分析認為，微電網是大電網的有力補充，是智能電網領域的重要組成部分，在工商業區域、城市片區及偏遠地區有廣泛的應用前景。随着微電網關鍵技術研發進度加快，預計微電網将進入快速發展期。

國内對微電網的研究取得一定的進展，但與歐洲、美國及日本等由研究機構、制造商和電力公司組成的龐大研究團隊相比，我國在研究力量和取得成果上仍存在較大差距。

一、缺乏統一、規範的微電網體系技術标準和規範。

目前國内尚無統一、規範的微電網體系技術标準和規範，很大程度上影響了微電網技術的研究和示範工程的建設。

二、電力電子技術在微電網中的應用水平不高。

微電網技術的發展與先進的電力電子技術、計算機控制技術、通信技術緊密相關。根據微電網的特殊需求，需要研究使用的電力電子技術并研制一些新型的電力電子設備。

三、微電網的保護控制技術尚不成熟。

四、投資及運維成本高。

微電網孤網運行要求配置一定容量的儲能系統，儲能系統建設投資成本較高。儲能系統容量配置越大，效果越好，但成本越高，需要找到一個較好的平衡點，這和微電網的運行要求，峰谷電價政策等都有密切的關系。微電網監控平台及能量管理系統，投資成本高。在運維成本上，也比一般電網要高。

2015年7月22日，國家能源局發布了關于推進新能源微電網示範項目建設的指導意見，新能源微電網項目可依托已有配電網建設，也可結合新建配電網建設；可以是單個新能源微電網，也可以是某一區域内多個新能源微電網構成的微電網群。

國家能源局鼓勵在新能源微電網建設中，按照能源互聯網的理念，采用先進的互聯網及信息技術，實現能源生産和使用的智能化匹配及協同運行，以新業态方式參與電力市場，形成高效清潔的能源利用新載體。根據微電網使用示範項目數量和全球市場容量份額兩種方法估算，中國“十三五”期間微電網增量市場約為200億元-300億元，其中還不包括原有的光伏、配網、電動汽車和儲能需求。

從2015年8月30日舉辦的“光伏微講堂黃埔一期”微電網關鍵技術與發展趨勢論壇上獲悉的。參與“十三五”規劃的專家認為，可再生能源的到來已經是大勢所趨，微電網有着廣闊的市場前景。目前微電網技術、經濟、商業模式還需要示範，重點要推廣示範可再生能源微能源網，探索最技術經濟可行的新商業模式。

“微電網主要是電力能源生産與消費在同一電力用戶或者局域内實現一體化，包括小型電力運行管理系統對用電進行智能化控制，首先是智能電網在用戶端的具體化，其次是分布式能源的升級版，将可再生能源的自由利用和常規能源的高效利用結合起來，是推進能源發展及經營管理方式變革的重要載體。”國家能源局新能源與可再生能源司副司長梁志鵬在論壇上解釋稱。

同時，微電網也是新一輪電力體制改革之後的新業态，是電網配售側向社會主體放開的一種具體方式。在梁志鵬看來，微電網的經營應該是電網企業之外的主體，其實現投資主體多元化要比配電網側更為容易。

據了解，相對于美國、日本和歐洲來講，我國的微電網研究起步相對較晚，總體而言處于技術、經濟、商業模式的研究示範階段。近期微電網項目建設被正式提升至國家層面，7月21日，國家能源局對外公布了《關于推進新能源微電網示範項目建設的指導意見》，要求在電網未複蓋的偏遠地區、海島等，優先選擇新能源微電網方式，探索獨立供電技術和經營管理新模式。

梁志鵬說，從現在來看，很多項目都叫微電網，但難以作為示範。新能源微電網更多指的是分布式可再生能源和天然氣等分布式常規能源的高效利用。目前的示範項目申報中，浙江和江蘇等東部地區比較多。