干货｜智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战

2018-04-13 10:24:32 上海科学普及出版社　点击量：评论 (0)

随着经济和社会发展对能源需求的不断增长，分布式可再生能源发电由于靠近用户侧直接供能且便于实现多种能源形式的互补而越来越受到重视。但...

随着经济和社会发展对能源需求的不断增长，分布式可再生能源发电由于靠近用户侧直接供能且便于实现多种能源形式的互补而越来越受到重视。但一方面，分布式可再生能源大量接入产生的间歇性和波动性会对电网运行和电力交易造成直接的冲击，影响电力系统的安全性和稳定性；另一方面，大量不受控的分布式能源发电并网会造成电力系统不可控制和缺乏管理的局面。这些因素都限制了分布式可再生能源在电力系统的接入规模和运行效率。

为整合分布式发电优势，降低分布式可再生能源对电网的冲击和负面影响，美国电力可靠性技术协会提出了微网的概念。

智能微网的概念及作用

微网是指由分布式能源、能量变换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制和管理的自治系统。既有仅利用光伏、储能和负荷一起构成的简单微网；也有由风力、光伏、储能、冷/热/电联供系统等构成的多种类设备微网；还有由满足一定技术条件的分布式电源和微网广泛接入构成的公共微网。可将微网看作小型的电力系统，它具备完整的发电和配电功能，可以有效实现网内的能量优化。

随着智能电网的建设和发展，相应提出了具备灵活性、高效性和智能化等特征的智能微网的概念。智能微网的提出旨在实现中低压配电系统层面上分布式能源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式能源无缝接入和并网运行时的主要问题，同时具备一定的能量管理功能，有效降低系统运行人员的调度难度，并提升可再生能源的接入能力。

微网的最终目标是实现各种分布式能源的无缝接入并发挥其最大潜力。为此，需要解决与微网相关的一系列关键技术，包括：规划设计、控制与保护、电能质量监测与治理、能量优化管理、能源系统信息-物理融合、智能化接入与需求互动响应、直流微网及多微网间直流互联等各个方面。

机遇与挑战

1大量分布式能源并网会对电力系统产生冲击和影响，从而限制了其接入规模和运行效率。

2智能微网是分布式能源发电并网的有效方式，可实现分布式能源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式能源并网运行问题，有效降低系统运行人员的调度难度，并提升分布式能源的接入能力。微网的最终目标是实现各种分布式能源的无缝接入并发挥其最大潜力。

3未来的微网及能源和信息技术的融合包含三个方面：信息与计算嵌入微网能源、微网能源融入广域信息网络、基于信息的微网智能化。借助物联网、云计算、数据挖掘等新兴技术，为灵活地整合、管理、调度分布式资源奠定了基础，可以推动电网与用户的互动，将大大提高系统运行能力和接纳可再生能源能力，进一步解决大规模分布式可再生能源的接入和消纳问题。

4随着电力电子技术和半导体器件成本的下降，基于直流的新型供电方式也逐渐成为可能，相对目前的交流微网供电模式，其具有灵活、高效、可靠等优点，多端直流系统、交-直流混合系统等也将是未来微网重要的创新模式。

5未来微网将从信息和电气两个方面向前发展，逐步形成一个以微网为核心的开放对等的信息-能源互联系统架构，实现多种能源安全最优传输和配送、相互转换（效率）、高效利用和动态灵活供需平衡，并提供双向互动能源服务，将一个集中、单向、生产者控制的电网，转变成分布更加广泛、更多消费者互动的电网。

总体来看，微网的出现将完全改变配电系统的结构和运行特性。在微观上，微网可被视作小型的电力系统，具备完整的发、输、配电功能，可以实现局部的功率平衡与能量优化；在宏观上，微网又是配电系统中的一个“虚拟”的电源或负荷。这使得现在的电力系统有了更大的柔性和可控性，同时也具有了更多的商业模式。现有研究和实践表明，将分布式电源以微网形式接入到电网中并网运行，与电网互为支撑，是发挥分布式能源效能的最有效方式，具有巨大的社会与经济意义。

原标题:【上海优秀科技成果集锦】智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战