智慧能源新秀——智能微電網(wǎng)

　　智能微電網(wǎng)是“智能電網(wǎng)”與“微電網(wǎng)”的結(jié)合。“智能電網(wǎng)”是一個自動化的供電網(wǎng)路，能夠通過傳感器來對供電與用電設備起到實時監(jiān)控與收集整合，由控制系統(tǒng)來對電力系統(tǒng)起到優(yōu)化管理的作用。“微電網(wǎng)”是指由分布式能源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關負荷及監(jiān)控組合而成的小型發(fā)電配電系統(tǒng)。智能微電網(wǎng)能夠在充分利用清潔能源的同時，由智能電網(wǎng)解決分布式能源不穩(wěn)定的問題，同時還能對大電網(wǎng)起到“削峰填谷”的輔助作用。

　　當前，中國的能源與環(huán)境問題十分嚴峻，對于清潔能源的有效利用是世界各國都在探尋的重點研究課題。在我國電力方面專家長久的不懈努力下，智能微電網(wǎng)在逐漸投入了應用，并在各個用電場景中進行了試驗，獲得了不錯的成效與一系列數(shù)據(jù)可供后續(xù)研究。同時，由于智能微電網(wǎng)具有“并網(wǎng)”與“孤島”兩種自由切換的模式，智能微電網(wǎng)具有非常可觀的使用前景。我國的能源分布特點及其不均勻，而智能微電網(wǎng)則可以通過“孤島”模式，在能源豐富的偏遠地區(qū)充分利用起譬如光伏、風能等能源，自給自足，從而免去大量電纜鋪設的費用。同時，智能微電網(wǎng)在用電密集的城市之中，能夠借助分布式能源，減輕大電網(wǎng)的用電負荷，幫助大電網(wǎng)保持穩(wěn)定，并且利用峰時谷時的電價差，獲得一定的經(jīng)濟利益。

　　經(jīng)典模式

　　微電網(wǎng)中包含多個分布式電源和儲能裝置，聯(lián)合向負載供電，圖中展示了微型燃氣輪機、風力發(fā)電機、太陽能光伏電池、燃料電池和蓄電池等多種 微電源形式，基本安裝在負荷附近，通過電力電子 裝置與饋線相連，既減少了線路損耗，又為饋線末端提供了電壓支撐。

　　(經(jīng)典微電網(wǎng)模式)

　　圖中饋線A上接有敏感負荷，安裝了燃料電池和具有熱電聯(lián)供能力的微型燃氣輪機;對于連接在饋線B上的可調(diào)節(jié)負荷，采用兩種間歇式分布式能源即風力發(fā)電機和光伏電池，并配備大容量儲能裝置混合供電;饋線C上為非重要負荷，不設置專門的微電源，由上級配電網(wǎng)和其他饋線的微電源供電。微電網(wǎng)還配備了潮流控制器和保護協(xié)調(diào)器，在能量管理系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下，通過數(shù)據(jù)采集，可實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)壓、控制潮流、饋線保護等多項控制措施。當外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障導致電能質(zhì)量和供電可靠性不能滿足微電網(wǎng)內(nèi)負荷要求時，微電網(wǎng)可以通過主隔離開關在PCC處切斷與主網(wǎng)之間的聯(lián)系，進入孤島運行模式，此時由饋線A和饋線B上的分布式電源及儲能設備承擔微電網(wǎng)內(nèi)的全部負載。

　　若微電網(wǎng)內(nèi)部微電源電力供給不足，可切除饋線C上的非重要負荷，保證對重要負荷和敏感負荷的持續(xù)供電。當外部電網(wǎng)故障解除后，滿足并網(wǎng)條件時，主隔離開關重新合上，微電網(wǎng)恢復并網(wǎng)運行狀態(tài)，通過有效地控制可以實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)在兩種運行方式間平滑的切換。此外，微電網(wǎng)還配置了能量管理器和潮流控制器，以實現(xiàn)對單體微電源及整體微電網(wǎng)的控制分析。

　　智能微電網(wǎng)的優(yōu)點

　　與常規(guī)的集中供電電站相比，分布式供電具有以下優(yōu)勢：

　　(1)沒有或很低輸配電損耗，分布式電源布置在負荷附近，不存在輸送或只須短距離輸送，線路、配電損耗小。

　　(2)無需建設變配電站，可避免或延緩增加的輸配電成本;

　　(3)適合多種熱電比的變化，系統(tǒng)可根據(jù)熱或電的需求進行調(diào)節(jié);

　　(4)土建和安裝成本低，各電站相互獨立，用戶可自行控制，不會發(fā)生大規(guī)模停電事故，供電可靠性高;

　　(5)減少環(huán)保壓力，分布式電源基本是 應用可再生、清潔能源;

　　智能微電網(wǎng)存在的問題

　　智能微電網(wǎng)的出現(xiàn)一方面是隨需求而生，另一方面也是隨著分布式發(fā)電技術的發(fā)展而發(fā)展。因此，作為一種新興能源利用方式，總會存在這樣那樣的問題。

　　第一：分布式電源不是為并網(wǎng)設計的，并網(wǎng)時會引起電壓調(diào)整、繼電保護、短路電流水平、電能質(zhì)量、潮流等問題。

　　第二：分布式電源主要以私人行為或局部行為，以滿足客戶個體需求為主，容易給電網(wǎng)帶來安全穩(wěn)定問題。

　　第三：風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等分布式發(fā)電的隨機性以及個體發(fā)電的隨意性，使得接 入分布式電源后，增加配電網(wǎng)調(diào)度與運行管理的復雜性，使得配電網(wǎng)檢修施工風險加大。

　　第四：對配電網(wǎng)規(guī)劃和經(jīng)營帶來負面影響。由于大量的用戶安裝分布式電源，使得配電網(wǎng)規(guī)劃人員難以準確地預測負荷增長情況， 進而影響規(guī)劃的合理性;同時，對于自備分布式電源的用戶，電網(wǎng)企業(yè)為保證其自備電源停運時仍能正常用電，需要為其提供一定的備用 容量，這就增加了供電企業(yè)的設備投資與運行成本。

　　從上不難看出智能微電網(wǎng)作為世界的新能源新秀，具有較大的發(fā)展前景，但也有多方面的相關限制。在我國這個世界第一人口大國中，由于有著基數(shù)較大的人口數(shù)量，以及不均勻的人口密度分布等特點，在我國發(fā)展智能微電網(wǎng)有一定的困難，但也是很有必要的。從長遠角度考慮，智能微電網(wǎng)存在著“清潔、低成本、方便調(diào)節(jié)”等優(yōu)勢，在國家《“一二五”電網(wǎng)智能化規(guī)劃》、《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等眾多政策的支持下想必會有屬于自己的一篇廣闊藍天。