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分布式能源与微电网、电站的区别与联系

2017-07-21 10:51:15 大云网　点击量：评论 (0)

分布式能源与微电网、电站的区别与联系

分布式能源（DER）：一般定义为包括分布式发电（DG）、储能装置（ES）和与公共电网相连的系统。其中DG是指满足终端用户的特殊需求，接在用户侧的小型发电系统，主要有内燃机，微型燃气轮机、燃料电池、太阳能、风能等发电系统。

微电网把分布式发电、储能装置、负荷通过控制系统协调控制，形成单一可控单元，直接接在用户侧，优点是非常明显的。

分布式能源有很多优点，比如可实现能源综合梯级利用，弥补大电网稳定性方面不足，环境友好等，但是它的最本质缺点在于不可控和随机波动性，从而造成高渗透率下对电网稳定的负面影响。

微电网的控制模式和策略是里面的关键部分，无论是系统级的主从、对等和综合性控制模式，还是逆变器级的P/Q、U/f、下垂控制，乃至和储能相结合的控制方式，都是微电网的核心部分。而这些，在分布式能源系统里面是不会涉及的。

所以，分布式能源和微电网的本质区别就在于前者不可控，后者可控。

具体而言：

1、电站：传统电网分为发输变配用，或者说（电）源-（电）网-（负）荷。电能是单相流动的，大型的电站发电，长距离电网送电，到用户这里用电。

2、分布式能源：电网里中一种利用可再生能源的方法，因为风能、太阳能的分布不会像煤矿、天然气那样集中，所以在西北之类风光资源充足的地方修建大型风电场、光伏电站的同时，可以在用户侧接入小型的风机、光伏、储能、燃气轮机等电源设备，省去了在电网中传输的损耗，提高可再生能源的比例。这里风机、官府、燃料电池、微型燃气轮机成为分布式发电（Distributed Generations，DGs），带上储能设备称为分布式电源（Distuibuted Energy Resource，DER）。

3、分布式的问题：由于用户侧出现了电源，传统源-网-荷的单向能量流变成了双向，导致电网既定的调度、保护策略面临了新考验，加上风、光资源具有波动性和随机性，发电难以控制，分布式电源直接并网最终会导致整个电网络不稳定。随着2012年底国家开放分布式并网政策，2013年国电电网公司规定6MW以下分布式电源免费接入10kv线路，2014年又规定20MW以下光伏电站（实际是分布式电源，所以所分布式电源其实就是小型的电站）可以接入35KV线路售电，部分地区已经出现过因为光伏发电比例过大（渗透率高）导致系统崩溃的事故。于是，为了让分布式电源可控，大约06年开始提出了各种方案，最有前途的是两种，微电网（Mircogrid，MG）和虚拟电厂（Virtual power Plant，VPP）。

4、微电网：微电网是把分布式电源和它所供能的负荷以及能量转换、保护、监控等装置作为一个系统，形成一个小型的完整电网，以储能设备或者微型燃气轮机这类可控的电源维持系统的稳定，使之可以消纳光伏、风电这些可再生能源，整个微电网与大电网有一个公共连接点（PCC），当微电网电源功能不足时可以通过大电网补充缺额，发电量大时可以将多余电网馈送回大电网。

分布式电源以微电网方式并网和直接并网的却别主要是两点：a、微电网可以通过控制策略决定并网点的功率流向，比如发电多时用储能存储，负荷大时储能放电；b、标准意义上的微电网可以和大电网断开，从并网模式切换成孤岛运行模式，两种模式能否实现无缝切换是微电网成功的标志。

从这个意义上说，目前全世界范围内文献可知的微电网不到500个，大部分不能实现真正的无缝切换，当然有些是无电地区纯孤岛运行的微电网，对大电网没影响。所以有分布式电源和负荷通过PCC点并网，但做不到孤岛的，还应该认为是分布式电源直接并网。

5、虚拟电厂：微电网要求网内的设备在地理上是集中的，电源、负荷都相互靠近，网内设备都可控（比如最简单的孤岛控制策略：高频减载、低频减源），对于大电网来说化整为零，系统内会出现多个自治的小系统。和微电网的思路相反，虚拟电厂的思路是化零为整，把一定范围内所有分布式电源看做一个电厂来管理，可以通过中央控制器的方式集中控制每个电源，实现协调控制，也可以通过需求响应等手段，调控各个独立控制的分布式电源。

6、主动配电网：由于国内之前把需求侧管理的能效电厂概念和虚拟电厂概念不加区分，所以国内的虚拟电厂会特指通过工商业用户的节能改造带来的能源节约，把省的电等效成一个虚拟的电厂多发了这些电，这一纯粹蒙事骗补贴的概念（以上文字三观不正确）。

所以近年来又出现了主动配电网（Acvtie Distuibtion Network，ADN）的概念，这个概念也被翻译成有源配电网，因为电专业里active通常翻译成有源，比如有源元件、有源滤波器等，这甚至导致国内各门派为争论那种译法科学而水了不少文章。简单来说所有含分布式电源并网的配电网络都是ADN，以为配电网也有电源了，但是为了强调配电网由受转攻，额，我说的是由受电端变成供电端，所以称之为主动，好似翻身农奴做主人，从此配电不在受输电鄙视，从此站了起来。其本质还是虚拟电厂的思想，强调对整个配电网范围内的分布式电源实现协调控制。相比于微电网，它的优势是控制的分布式电源规模可以更大，范围更广。缺点是现在也就是个概念，用于各种水论文，申基金申项目。

主要问题在于：a、想调动分布式电源或者你拥有控制权或者你可以利益驱动用户按你的期望调度，前者的通信控制问题目前配电网范围似乎还没谁真做出实际系统来，不是仿真算例就是控制规模只能算微电网，后者因为电价掌握在发改委手里，通过能源管理合同之类的激励方式获取控制权就把问题变成了前者。所以主动配电网也算是今后水文章的一大方向，短期内实践无望。

附一张学校的微网系统