微電網的市場前景如何？
日期：2022-03-21    瀏覽次數: 3684

　　一、微電網的由來

　　近年來,分布式發電( Distributed Generation,DG )具有投資小、環保好以及靈活性高等優點,得到了快速的發展。但它對大電網的影響卻是不得不考慮的一個問題，數量眾多的分布式電源接入配電網后，傳統輻射狀的無源配電網絡將變成一個遍布中小型電源和負荷的有源網絡，潮流也不再單向地由變電站母線流向負荷。從技術上來說,配電網根本性的變化使得電網各種保護定值和機理發生了深刻變化，同時分布式電源的并網運行可能會引起電網電壓和頻率的偏移，電壓波動和閃變等電能質量問題給電網安全運行帶來很大威脅，所以，盡管分布式發電技術具有極大的應用潛力,但仍然無法被電力部門所接受。

　　IEEE P1547《分布式資源與電力系統的互聯標準》對分布式能源的單獨并網標準做了規定:當電力系統發生故障時,分布式電源必須馬上退出運行,這大大限制了分布式能源的充分發揮,也間接限制了新能源的利用。為了協調大電網與分布式電源間的矛盾,充分挖掘分布式能源為電網和用戶所帶來的價值和效益,21世紀初,學者們提出了微電網的概念。

　　微電網可以實現消費者對高電價的規避、對清潔能源的渴望以及對天然氣熱電聯產的經濟效益的青睞。隨著人民支付能力的逐步提高以及分布式電源技術的逐漸發展,人們覺得大電網并不靈活,存在機械化和單一化的問題,不能完全滿足每個用戶個性化的需求,在技術和需求結合的情況下,大量的微電網應運而生。

　　二、什么是微電網

　　微電網也稱為微網，是未來電力系統的一種形式，在改善電能質量和系統穩定性以及在緩解能源和環境壓力上都具有特殊的優勢。是一種新型網絡結構，是一組由微電源、負荷、儲能系統的控制裝置構成的系統單元，可同時提供電能和熱量。微電網內部的電源主要是由電力電子裝置轉換，其大多為可再生能源，包括微型燃氣輪機、內燃機、燃料電池、太陽能、風力發電機和生物質能等提供必需的控制。微電網相對外部大電網表現為單一的可控單元，同時滿足用戶對電能質量和供電可靠性、安全性的要求。微電網能夠實現自我控制、保護和管理，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。

　　對于電力系統，微電網可視為電力系統可控的細胞，這個細胞可以被控制為一個簡單的可調度負荷，可以在數秒內做出響應以滿足傳統系統的需求;對于用戶，微電網可以作為一個可定制的電源，以滿足用戶多樣化的需求，如增強局部供電可靠性，降低饋電損耗，支持當地電壓，通過利用廢熱提高效率，提供電壓下限的校正，或作為不間斷電源。

　　綜上所述，微電網是相對于傳統大電網的一個概念，微電網和大電網通過進行能量交換，雙方互為備用等方式，提高了供電可靠性。因此，開發和延伸微電網能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規模接入，實現對負荷多種能源形式的高可靠供給，是實現主動式配電網的一種有效方式，同時也是傳統電網向智能電網的一個過渡。

　　三、微電網的特性

　　1、包容性

　　包容是微電網發展的重要方向。微電網的包容性主要體現在以下幾個方面：

　　(1)微電網能夠有效接納分布式電源。通過引入儲能技術和智能控制技術,可有效改善分布式電源的波動性及間歇性影響。

　　(2)微電網與大電網相兼容作為補充單元參與并網運行。

　　(3)微電網能夠包容先進的電力技術,例如快速仿真計算、電源優化控制、分布式儲能、先進的能量管理以及高級計量等技術。

　　(4)微電網可根據自身發展需要,允許更多小型模塊化的裝置接入,易于擴展規模,且可即插即用。

　　2.靈活性

　　充分發揮微電網小型化、模塊化、分散式的特點來彌補大電網的不足。

　　(1)微網具有單一可控、靈活調度的特點,可作為備用電源。在大電網異常情況下,確保重要負荷的供電。

　　(2)微電網運行模式的靈活切換可以保證在緊急情況下能夠從大電網解列,實現獨立運行,提高所轄負荷的供電可靠性;同時具備黑啟動能力,能夠提高災后應急能力。

　　(3)微電網可以實現偏遠地區供電。其靈活組網的特點能適用在偏遠農村地區,通過因地制宜地組建不同形式和規模的微電網,解決偏遠地區用電難的問題。

　　3.定制性

　　微電網的定制性體現在用戶對電力的需求。

　　(1)微電網可以組建在中心城區,通過對負荷分級,提供分級供電,滿足不同用戶的電能質量需求,實現靈活供電。

　　(2)微電網通過利用電力電子裝置、固態控制器、快速故障解除開關、儲能系統等元件,向電能質量敏感的用戶提供所需的可靠性水平和電能質量水平。

　　4.經濟性

　　微電網融合了電能的生產、交換、分配、消費等環節,不僅涉及發電商和用戶的利益,還與整個電網的經濟利益密切相關。

　　(1)有利于微電網內部用戶的利益。在外部電網出現故障時能夠保證用戶的用電質量,尤其是減少商業用戶因停電帶來的經濟損失;同時可以引導用戶根據自身需求消費電能,節約電力消費。

　　(2)有利于微網內發電商的利益。微電網孤網運行的特點能夠為其內部的發電商延長能量出售,從而提供額外的經濟效益。

　　(3)有利于整個電網的經濟利益。微電網通過與大電網的協調控制,能夠綜合優化能量利用、運行效率和環境排放,對市場交易和資產配置統一管理,延緩電網的投資,實現整個電網的經濟高效運行。

　　5.自治性

　　自治運行是微網基本特點。作為小型能源網絡,自治要求微網能夠實時維持自身的能量平衡,可脫離主網獨立運行。

　　(1)基于實時通信、快速控制和儲能單元,微網能夠在穩態和暫態過程中實現功率平衡和電壓、頻率的穩定。

　　(2)通過實時監控及時預警故障前兆,降低故障概率,并能對已發生的故障自動采取措施進行控制和糾正,使系統迅速恢復到正常運行狀態,確保微網安全可靠運行。

　　四、微電網的發展前景

　　在具體實施方面,我國的河北、天津、河南、浙江、珠海等地已經在進行微電網示范項目的研究及建設。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,最大限度地利用海島上豐富的太陽光和風力資源,最低程度地利用柴油發電,提供綠色電力。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。

　　隨著微電網關鍵技術研發進度加快,預計微電網將進入快速發展期。國內雖然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。近三年,微電網開始逐漸走到政策前臺,國家能源局也計劃在“十二五”期間建設30個微電網示范工程,各級政府已經出臺了一些支持性政策,自下而上推動力越來越顯著。2015年陸續有一批重大示范工程獲批,預期未來各地會有更多政府或企業主導的項目上馬,微電網在國內的市場將非常廣闊。

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