中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”在深圳隆重召開(kāi)， 來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大、西班牙、日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會(huì)。
中國(guó)電力科學(xué)研究院配電所主任吳鳴在“微電網(wǎng)+售電專(zhuān)場(chǎng)”，發(fā)表了題為“微電網(wǎng)技術(shù)當(dāng)前現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
吳鳴：我演講的題目是“微電網(wǎng)技術(shù)當(dāng)前現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)”，也是梳理一下微電網(wǎng)從2010年在我們國(guó)家進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化以來(lái)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)展和國(guó)際國(guó)內(nèi)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，這個(gè)報(bào)告的主體部分我想跟大家分享未來(lái)微電網(wǎng)技術(shù)的前景或者說(shuō)一些關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的展望。我的報(bào)告分成5個(gè)方面：微電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程及典型應(yīng)用、微電網(wǎng)概念及特征，微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀及示范工程，當(dāng)前微電網(wǎng)的不足，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
1999年美國(guó)軍方和美國(guó)的電力部門(mén)首次提出微電網(wǎng)的概念，歐盟從2002年開(kāi)始微電網(wǎng)專(zhuān)項(xiàng)研究，日本從2003年開(kāi)始，中國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界從2009年開(kāi)始微電網(wǎng)的相關(guān)研究，今天參加會(huì)議的張建華老師就是研究微電網(wǎng)的前輩。到2015年，由于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和分布式電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，多項(xiàng)微電網(wǎng)相關(guān)政策就開(kāi)始發(fā)布了，微電網(wǎng)政策集中發(fā)布時(shí)間就是2015年到2017年。尤其是隨著直流的發(fā)展，目前直流配電和直流微網(wǎng)也成為微網(wǎng)的主要形式。
剛才吳院長(zhǎng)已經(jīng)講過(guò)了微電網(wǎng)的發(fā)展，我從另外一個(gè)角度梳理一下為什么要發(fā)展微電網(wǎng)。第一是最大成為接納分布式電源，這也是要滿(mǎn)足國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)對(duì)分布式電源的需求。第二是節(jié)能降耗，提高能效，第三是解決無(wú)電地區(qū)供電，第四是滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)供電可靠性的個(gè)性化需求，微電網(wǎng)具備一些能力，結(jié)合以后對(duì)供電能力會(huì)有所提升。第五是提高電網(wǎng)整體抗災(zāi)能力和災(zāi)后應(yīng)急供電能力。第五是智能電網(wǎng)/能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。這是我們對(duì)微電網(wǎng)典型應(yīng)用的定位。
微電網(wǎng)的概念和特征。從2017年開(kāi)始，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和能源局的文件里已經(jīng)開(kāi)始正式把這個(gè)定義明確，上升到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)層面或者是上升到國(guó)家政策層面，在標(biāo)準(zhǔn)里面規(guī)定微電網(wǎng)是指由分布式發(fā)電、用電負(fù)荷、監(jiān)控、保護(hù)和自動(dòng)化裝置等組成的，是一個(gè)能夠基本實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電力電量平衡的小型供電系統(tǒng)，微電網(wǎng)分為并網(wǎng)型微電網(wǎng)和獨(dú)立型微電網(wǎng)。這是2017年的國(guó)標(biāo)的規(guī)定。在2017年能源局發(fā)的文件里面，對(duì)這個(gè)定義也做了進(jìn)一步的明確，基本上也是比較類(lèi)似的表述。
在2017年的870號(hào)文里面提到微電網(wǎng)的幾個(gè)特性，一是微型，二是自治，三是清潔，四是友好。首先是微型，電壓等級(jí)一般在35千伏及以下，規(guī)模在20兆瓦及以下。自治方面就是具備電力供需自我平衡運(yùn)行的黑啟動(dòng)能力，與外部電網(wǎng)的年交換電量一般不超過(guò)年用電量的50%。清潔方面是，它主要是用在可再生能源方面。
隨著我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)能源安全、清潔、高效利用的風(fēng)、光等分布式發(fā)電得到迅速發(fā)展。微電網(wǎng)是分布式發(fā)電應(yīng)用的最高級(jí)拓展和高級(jí)應(yīng)用。
第三部分講一下微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀與示范工程的開(kāi)展。隨著新能源發(fā)電、儲(chǔ)能技術(shù)及新型負(fù)荷的發(fā)展，微電網(wǎng)技術(shù)的研究應(yīng)用在全球日益受到關(guān)注，目前微電網(wǎng)仍以關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用示范為主，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目案例較少，中國(guó)、美國(guó)、日本在該領(lǐng)域居全球領(lǐng)先地位。這底下是全球微電網(wǎng)容量的發(fā)展，大部分還是集中在亞太和北美地區(qū)，預(yù)計(jì)未來(lái)10年這些地區(qū)仍然保持快速增長(zhǎng)，將超過(guò)全球容量的50%，尤其是一帶一路沿線(xiàn)微電網(wǎng)的裝機(jī)和示范工程，很顯然看來(lái)會(huì)有一個(gè)明顯的增多。
這是國(guó)外三個(gè)國(guó)家或者地區(qū)發(fā)展微網(wǎng)的情況，美國(guó)在微電網(wǎng)研究中旨在提高軍事基地能源供給可靠度，同時(shí)降低配電網(wǎng)饋線(xiàn)或變電站至少15%的峰值負(fù)荷。歐洲發(fā)展微電網(wǎng)主要目標(biāo)是利用可再生能源發(fā)電的規(guī)?；茫毡灸壳把芯恐攸c(diǎn)已轉(zhuǎn)為融入智能社區(qū)建設(shè)，智能社區(qū)示范主要在海外開(kāi)展，在法國(guó)里昂和美國(guó)的夏威夷都有日本建設(shè)的微電網(wǎng)，而且是高水平的微電網(wǎng)。
2015年7月，國(guó)家能源局新能源司發(fā)布了第一個(gè)關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)，還有2017年7越發(fā)不的推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法，促進(jìn)并規(guī)范微電網(wǎng)的健康發(fā)展。國(guó)內(nèi)的微電網(wǎng)起步相對(duì)較晚，但是隨著相關(guān)部委的支持力度提升，我們的進(jìn)展還是很快的，我們?cè)?63、973重點(diǎn)技術(shù)的支持下，我們的微電網(wǎng)的提升還是很大的，目前我們的微電網(wǎng)研究側(cè)重于微電網(wǎng)的控制和優(yōu)化技術(shù)、并聯(lián)管網(wǎng)離網(wǎng)模塊無(wú)縫切換，交直流混合微電網(wǎng)和多微網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化的運(yùn)行等等。
這是微電網(wǎng)在我們國(guó)家的發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)。2012年的時(shí)候，能源局委托中科院、天津大學(xué)、中國(guó)電科院等科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展中國(guó)十二五微電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研究課題研究，提出十二五期間的發(fā)展目標(biāo)，我們國(guó)家的微電網(wǎng)元年應(yīng)該是2009年，2011年出現(xiàn)了第一個(gè)并網(wǎng)的河南財(cái)專(zhuān)光儲(chǔ)微電網(wǎng)。2011年有天津中新生態(tài)城微電網(wǎng)，然后有東澳島風(fēng)光柴儲(chǔ)智能微電網(wǎng)，還有北京左安門(mén)智能小區(qū)微電網(wǎng)。到2013、2014年也有大量的項(xiàng)目，2015年有浙江的兩個(gè)微電網(wǎng)，這是中國(guó)電科院做的一些微電網(wǎng)項(xiàng)目。
這是兩張圖，從2015年到2016年，當(dāng)時(shí)在建的微電網(wǎng)有一個(gè)區(qū)別，2013、2014年以前微網(wǎng)主要以?xún)纱箅娋W(wǎng)公司支持，2014年以后，他們不再支持，逐漸由社會(huì)來(lái)承擔(dān)。
下面分析一下當(dāng)前微電網(wǎng)的技術(shù)布局，客觀(guān)來(lái)說(shuō)我也去過(guò)全國(guó)很多地方，看過(guò)很多的微電網(wǎng)，但是我覺(jué)得我們國(guó)家的微電網(wǎng)除了一些重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)的微電網(wǎng)，還能稱(chēng)得上微電網(wǎng)的話(huà)，大部分還處于比較低級(jí)的狀態(tài)，他們大了以后，對(duì)電網(wǎng)的沖擊比較大。當(dāng)前的微電網(wǎng)主要有三個(gè)不足，第一是在設(shè)備層，一個(gè)是多類(lèi)型、多能流的變流器，作為PQ并網(wǎng)的光伏逆變器來(lái)講這個(gè)問(wèn)題不大，但是作為獨(dú)立運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)，目前逆變器的模型或者一些裝置還需要進(jìn)一步優(yōu)化。第二是缺乏慣性和自主控制能力，儲(chǔ)能的控制沒(méi)有很好地考慮電網(wǎng)的特性，目前國(guó)內(nèi)很多時(shí)候會(huì)有電池燃燒的問(wèn)題，基本原因就是BMS和網(wǎng)之間的高度協(xié)調(diào)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致了局部的能量阻塞，造成了這個(gè)事故。第三是可擴(kuò)展性不足，建好以后，如果想再大一點(diǎn)，或者前期沒(méi)有做規(guī)劃，可能這個(gè)系統(tǒng)最后的結(jié)局就是重新建，或者徹底的廢棄掉，這是在設(shè)備層。
第二是在系統(tǒng)控制層，運(yùn)行模式多重化，且采用點(diǎn)表的切換方式，未考慮切換中的暫態(tài)特性，采用集中式的主從控制，過(guò)度依賴(lài)于通信，系統(tǒng)冗余度較差。
第三是系統(tǒng)特性，單個(gè)微電網(wǎng)可接納分布式電源的能力有限，多互補(bǔ)以后微電網(wǎng)怎么向微網(wǎng)轉(zhuǎn)變，冷熱氣等多種能源的接入，虛擬同步機(jī)的引入、直流化的虛實(shí)，儲(chǔ)能的接口大部分都是直流，DC/DC比DC/AC要簡(jiǎn)單，直流化趨勢(shì)以后，它怎么控制、怎么優(yōu)化，怎么構(gòu)建一個(gè)更加優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性，這也是微電網(wǎng)需要深入研究的問(wèn)題。設(shè)備層，系統(tǒng)運(yùn)行控制和系統(tǒng)特性都需要進(jìn)行深入的研究。
最后是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。首先是在裝備層次，很顯然傳統(tǒng)的光伏逆變器不能適應(yīng)未來(lái)的多能互補(bǔ)或者快速綜合能源貢獻(xiàn)，要能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，無(wú)擾并網(wǎng)的功能，具備虛擬慣性、提高微電網(wǎng)一次調(diào)節(jié)過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制，這是希望發(fā)展的趨勢(shì)。在裝備層面要實(shí)現(xiàn)分布式的即插即用，這一點(diǎn)講了很多年，一些研究也在做，但是這個(gè)受限于微電網(wǎng)的規(guī)模沒(méi)有擴(kuò)大，沒(méi)有廠(chǎng)家研究專(zhuān)用的微電網(wǎng)逆變器，微電網(wǎng)發(fā)展應(yīng)該和儲(chǔ)能電站發(fā)展是共同前進(jìn)的，我的儲(chǔ)能電站是調(diào)頻用的，還是離網(wǎng)用的，不同的設(shè)備需求，它的策略也是要做優(yōu)化的。第二是裝備層面，多層次集中式即插即用，這也是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。第三是能量路由器，我覺(jué)得這種大型的裝置用在大電網(wǎng)里面還要再商討，但是把微網(wǎng)做成一個(gè)終端能量微網(wǎng)是有可能的，構(gòu)建一個(gè)電子化微網(wǎng)，這是一個(gè)趨勢(shì)，它能減少層級(jí)，同時(shí)把微網(wǎng)的可靠性提高，不需要復(fù)雜的微電網(wǎng)控制協(xié)調(diào)。
在控制層面要突破扁平化的控制，這跟能量路由器的思想邏輯是一樣的。我們國(guó)家有另外一個(gè)問(wèn)題，研究微電網(wǎng)的人一開(kāi)始都研究過(guò)大電網(wǎng)，大家的哲學(xué)觀(guān)念都應(yīng)該要變化一下，在微網(wǎng)里面可以做一些新的工作。
在系統(tǒng)層面，未來(lái)會(huì)有一個(gè)微網(wǎng)群的概念，將來(lái)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)多微網(wǎng)的系統(tǒng)，這也是我們未來(lái)研究的熱點(diǎn)，微網(wǎng)群和配網(wǎng)群之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)調(diào)度。
兩大電網(wǎng)公司在今年初都相繼提出要向綜合能源供應(yīng)上轉(zhuǎn)變，怎么將電力、燃?xì)?、水?wù)、熱力等多種資源捆綁成一種資源，實(shí)現(xiàn)彼此耦合，解決有關(guān)能源的有效利用和調(diào)峰的問(wèn)題，這是微網(wǎng)要解決的問(wèn)題，當(dāng)然這也是我們電網(wǎng)公司發(fā)展的一個(gè)重要的機(jī)遇。
我的匯報(bào)就是這些，謝謝大家。
（本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錄音整理，未經(jīng)本人審核）
