中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：作為一種智能局域電網(wǎng)，微電網(wǎng)具有雙重身份：對(duì)于電力企業(yè)而言，微電網(wǎng)被視為電力系統(tǒng)中的可控負(fù)荷，它可以在數(shù)秒內(nèi)作出響應(yīng)滿(mǎn)足傳輸系統(tǒng)的需要;對(duì)于用戶(hù)而言，微電網(wǎng)作為一種可定制電源，以滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的需求。由于微電網(wǎng)靈活的可調(diào)度性和良好的供給能力，業(yè)界形象地稱(chēng)之為電力系統(tǒng)的“好市民”。
雖然我國(guó)尚未提出明確的微電網(wǎng)概念，但微電網(wǎng)的特點(diǎn)值得我國(guó)未來(lái)電力發(fā)展借鑒。一方面微電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的有效補(bǔ)充形式，向用戶(hù)側(cè)提供可靠、優(yōu)質(zhì)電能，同時(shí)與大電網(wǎng)并列運(yùn)行起到削峰平谷的作用，從而減輕電能損耗，降低輸配電運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。另一方面，微電網(wǎng)可以接入多種形式的分布式電源，為我國(guó)發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源敞開(kāi)入口。此外，在資源配置、環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化方面，微電網(wǎng)為我國(guó)熱電聯(lián)供發(fā)展提供了新的研究思路。
基于微電網(wǎng)適合我國(guó)電力發(fā)展的需求和方向，國(guó)家能源局在2010年確立了第一批微電網(wǎng)示范項(xiàng)目。示范項(xiàng)目主要集中在太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源豐富以及電力供應(yīng)不足地區(qū)，大多以實(shí)現(xiàn)“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)劑”為主要目標(biāo)。近幾年在國(guó)家政策推動(dòng)下，我國(guó)已經(jīng)建成一批典型微電網(wǎng)試點(diǎn)工程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)在建和已建成的微電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目已超過(guò)20個(gè)。
不同電力負(fù)荷下的微電網(wǎng)供電模型
以電力負(fù)荷密度劃分，國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)工程已經(jīng)形成幾個(gè)典型的供電模型，這些模型為日后商業(yè)化推廣奠定了基礎(chǔ)。
城市微電網(wǎng)模型
城市電網(wǎng)是電力負(fù)荷中心，具有負(fù)荷密度高、供電可靠和電能質(zhì)量平穩(wěn)等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的城市電力系統(tǒng)相比，城市微電網(wǎng)加入了靈活控制、雙向計(jì)量等智能化功能。與此同時(shí)，隨著分布式發(fā)電和儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，微電網(wǎng)為太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電提供了“即插即用”的接口。因此，對(duì)于人口密集、商業(yè)化程度高的城市而言，構(gòu)建分布式電源、儲(chǔ)能和輸配電網(wǎng)絡(luò)一體化的微電網(wǎng)模型，有利于包括建筑、交通、能源在內(nèi)的城市整體規(guī)劃建設(shè)和發(fā)展。
新疆吐魯番城市微電網(wǎng)項(xiàng)目是我國(guó)首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的微電網(wǎng)示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，以利用太陽(yáng)能發(fā)電優(yōu)勢(shì)，整合了發(fā)電端和用電端的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)劑、雙向計(jì)量”運(yùn)行模式，使光伏屋頂、電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施及配套儲(chǔ)能裝置與電力網(wǎng)絡(luò)形成一體化。最終，近6萬(wàn)名吐魯番城市用戶(hù)享受了該項(xiàng)目提供的優(yōu)質(zhì)電能。
農(nóng)村微電網(wǎng)模型
農(nóng)村電網(wǎng)是電力負(fù)荷乃至電力系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)之一，尤其是在偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)一些農(nóng)村地區(qū)生活用資源仍主要依靠秸稈、薪柴等低效生物質(zhì)能或燃?xì)?、煤氣等傳統(tǒng)能源，然而隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，農(nóng)村能源緊缺的矛盾將進(jìn)一步凸顯。于是我國(guó)開(kāi)始利用農(nóng)村地區(qū)新能源資源，加緊農(nóng)村電網(wǎng)改造及配電網(wǎng)建設(shè)，以解決農(nóng)村供需矛盾，緩解環(huán)境壓力。
在已建的微電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目中，河北承德率先在農(nóng)網(wǎng)與微電網(wǎng)接入方面進(jìn)行了嘗試。試點(diǎn)工程重點(diǎn)研究分布式發(fā)電、儲(chǔ)能及微電網(wǎng)如何實(shí)現(xiàn)平滑切換并網(wǎng)與離網(wǎng)狀態(tài)，以及探討村莊與單戶(hù)兩種新型農(nóng)網(wǎng)供電模式。
目前該項(xiàng)目利用太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電替代傳統(tǒng)生活資源，構(gòu)建“風(fēng)光儲(chǔ)一體化”微電網(wǎng)模型，提高了農(nóng)村電網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì)量，滿(mǎn)足農(nóng)戶(hù)用電需求，拓展了農(nóng)村清潔能源的利用方式。據(jù)了解，該項(xiàng)目驗(yàn)收后，將達(dá)到風(fēng)力發(fā)電規(guī)模60千瓦、光伏發(fā)電50千瓦、儲(chǔ)能80千瓦。
與此同時(shí)，該項(xiàng)目的核心技術(shù)——分布式發(fā)電/儲(chǔ)能與微電網(wǎng)接入控制系統(tǒng)由國(guó)電南瑞承擔(dān)開(kāi)發(fā)，成功實(shí)現(xiàn)了分布式發(fā)電/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)與主網(wǎng)協(xié)調(diào)并行，滿(mǎn)足并網(wǎng)、離網(wǎng)和并/離網(wǎng)等多種運(yùn)行下的控制要求，為我國(guó)分布式電源接入技術(shù)提供參考。
海島微電網(wǎng)模型
與農(nóng)村電網(wǎng)一樣，海島電網(wǎng)也是我國(guó)電力傳輸?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)。由于海島周邊環(huán)境復(fù)雜、自然干擾因素較大，導(dǎo)致輸電線路無(wú)法敷設(shè)，電力信號(hào)接收不到等問(wèn)題出現(xiàn)，因此制約大電網(wǎng)傳輸能力，甚至無(wú)法輸送。與此同時(shí)，海島居民大多使用柴油機(jī)發(fā)電，存在發(fā)電效率低，粉塵污染嚴(yán)重等弊端，故而不能滿(mǎn)足島上居民用電需求。隨著我國(guó)沿海地區(qū)開(kāi)發(fā)海島項(xiàng)目逐漸成熟，海島供電問(wèn)題將提上日程，多種海島微電網(wǎng)示范項(xiàng)目隨即落地。
作為第一批微電網(wǎng)示范項(xiàng)目，東澳島智能微電網(wǎng)項(xiàng)目于2010年籌建，該項(xiàng)目落地投產(chǎn)為我國(guó)建設(shè)海島微電網(wǎng)提供了有力支撐：一、大力推廣太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電，建設(shè)成包括1000KWp的光伏(太陽(yáng)能)發(fā)電、50KW的風(fēng)力發(fā)電和蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在內(nèi)的分布式供電系統(tǒng)，使全島可再生能源發(fā)電利用率達(dá)到70%;二、通過(guò)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電降低柴油機(jī)利用率，減少排放近2000噸的二氧化碳、二氧化硫、粉塵等污染物;三、實(shí)現(xiàn)“風(fēng)光柴蓄”高效供電模式，年發(fā)電量約5億千瓦時(shí)，使用戶(hù)用電成本從每度3元降低至每度1.9元。簡(jiǎn)而言之，東澳島微電網(wǎng)項(xiàng)目緩解了海島用電、環(huán)境及用電成本矛盾，提高了整體投資效益及能源轉(zhuǎn)換效率。
時(shí)隔三年，包括東澳島、桂山島和大萬(wàn)山島在內(nèi)的珠海萬(wàn)山海島新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目投入運(yùn)行。新微電網(wǎng)示范項(xiàng)目計(jì)劃建成發(fā)、輸、配、用一體化智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，以貼近用戶(hù)，徹底解決海島用電問(wèn)題。與東澳島單一項(xiàng)目相比，該項(xiàng)目需要解決兩大難題：島嶼與島嶼聯(lián)網(wǎng)供電和島嶼與陸地聯(lián)網(wǎng)供電，其中桂山風(fēng)電場(chǎng)成為聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵單元。據(jù)了解，桂山風(fēng)電場(chǎng)是廣東省首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目，20萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電場(chǎng)建成后，桂山島、東澳島和大萬(wàn)山島將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，同步供電。
此外，河南南麂島項(xiàng)目除了整合太陽(yáng)能和風(fēng)能之外，還將海洋潮汐能納入微電網(wǎng)系統(tǒng);溫州鹿西島項(xiàng)目則傾向研究微電網(wǎng)系統(tǒng)的控制、管理及運(yùn)維體系，并在單戶(hù)型微電網(wǎng)方面取得突破;即將建設(shè)的福建湄洲島微電網(wǎng)項(xiàng)目在儲(chǔ)能方面具有良好的基礎(chǔ)，擁有國(guó)內(nèi)首個(gè)直接接入10千伏配電網(wǎng)的海島儲(chǔ)能電站，可存儲(chǔ)電能2000千瓦時(shí)。
當(dāng)然不止海島微電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目研究方向各有不同，由于我國(guó)幅員遼闊，地域形態(tài)差異較大，各種負(fù)荷下的微電網(wǎng)規(guī)劃側(cè)重點(diǎn)也不盡相同。與此同時(shí)，一個(gè)區(qū)域電網(wǎng)大多存在用電需求不同、電力負(fù)荷結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，往往需要接入多種不同類(lèi)型的微電網(wǎng)模型。在這方面，國(guó)家已敲定在天津建設(shè)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目，通過(guò)綜合應(yīng)用風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能、地源熱泵、冰蓄冷等多種類(lèi)能源，探索適合我國(guó)城市商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、居民區(qū)的不同微網(wǎng)建設(shè)和推廣模式。
推廣微電網(wǎng)商業(yè)化面臨的幾個(gè)問(wèn)題
盡管近幾年國(guó)內(nèi)積極推進(jìn)微電網(wǎng)試點(diǎn)工程，在規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)方面總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，初步建立起幾個(gè)典型的推廣模型，但根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報(bào)告顯示，未來(lái)三年我國(guó)微電網(wǎng)建設(shè)仍處于實(shí)驗(yàn)和試點(diǎn)階段。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，制約微電網(wǎng)商業(yè)化推廣的關(guān)鍵仍在國(guó)家層面上。
頂層規(guī)劃不明確
與早早試水微電網(wǎng)的歐美國(guó)家相比，我國(guó)微電網(wǎng)仍處在起步階段，現(xiàn)階段的主要任務(wù)是評(píng)估微電網(wǎng)的可行性及經(jīng)濟(jì)效益，并集中力量解決偏遠(yuǎn)地區(qū)及無(wú)電地區(qū)的電力供應(yīng)問(wèn)題。在總體規(guī)劃方面，僅國(guó)家能源局提出在十二五期間完成30個(gè)示范工程。
在國(guó)家政策方面，除了光伏和風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和配電網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等以外，包括微電網(wǎng)接入、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)運(yùn)行和設(shè)備制造等環(huán)節(jié)，國(guó)家尚未出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范。
北京北變微電網(wǎng)技術(shù)有限公司總經(jīng)理杜宏認(rèn)為，“微電網(wǎng)發(fā)展缺乏國(guó)家層面統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，政策的不確定性是微電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的最大障礙?！?
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院微電網(wǎng)行業(yè)首席分析師章誦蘭也強(qiáng)調(diào)，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一、規(guī)范的微電網(wǎng)體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，很大程度上影響了微電網(wǎng)技術(shù)的研究和示范工程的建設(shè)。
實(shí)施阻力不小
雖然微電網(wǎng)總體規(guī)劃并不完善，但從近兩年的建設(shè)情況來(lái)看，這并未影響示范工程推進(jìn)速度，而且專(zhuān)家預(yù)測(cè)，今明兩年我國(guó)將大力推廣微電網(wǎng)建設(shè)，并朝向商業(yè)化方向發(fā)展。然而由于頂層缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，落實(shí)到實(shí)施層面需要解決的難題更具體、更復(fù)雜。
(1)接入端
對(duì)于微電網(wǎng)而言，怎樣構(gòu)建與大電網(wǎng)的友好關(guān)系是其面臨的核心問(wèn)題。具體表現(xiàn)為，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的快速隔離、并網(wǎng)狀態(tài)與孤網(wǎng)狀態(tài)的無(wú)縫切換以及微電網(wǎng)內(nèi)部穩(wěn)定控制。
在微電網(wǎng)接入方面，業(yè)內(nèi)還有另一種觀點(diǎn)：由于微電網(wǎng)接入不同的配電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性、電能質(zhì)量等影響不同，因此與其考慮微電網(wǎng)怎樣接入配電網(wǎng)，不如確定哪種結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)適合多種微電網(wǎng)接入。
而接入的另一端——分布式電源也值得微電網(wǎng)考慮?；谖覈?guó)大力發(fā)展可再生能源的前提，微電網(wǎng)消納新能源需要滿(mǎn)足三個(gè)基本條件：提升能源利用效率、降低綜合利用成本、滿(mǎn)足用戶(hù)不同時(shí)段的能源需求。
(2)技術(shù)設(shè)備
無(wú)論是解決微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的關(guān)系，還是消納可再生能源，或是滿(mǎn)足微電網(wǎng)內(nèi)部訴求，都離不開(kāi)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的支持。然而不可否認(rèn)，包括可再生能源發(fā)電技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、平滑切換控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在我國(guó)仍不夠成熟。
盡管?chē)?guó)電南瑞、許繼電氣等公司在微電網(wǎng)技術(shù)方面取得一些突破，但國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一技術(shù)和管理規(guī)范。這也制約了設(shè)備企業(yè)無(wú)法在微電網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)大產(chǎn)能。
(3)投資成本
在國(guó)家電網(wǎng)新能源研究所所長(zhǎng)李瓊慧看來(lái)，政策和技術(shù)雖然是制約微電網(wǎng)發(fā)展的因素，但是投資成本才是最大障礙。
以?xún)?chǔ)能系統(tǒng)為例，其投資成本等同于鋰電池充放電6000次，而這一部分費(fèi)用僅是由其構(gòu)成的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)成本的1/3。還有配套設(shè)備及后期維護(hù)費(fèi)用，顯然微電網(wǎng)是一個(gè)“含金量”十足的電網(wǎng)系統(tǒng)。同樣在成本回收方面，據(jù)測(cè)算僅太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電一項(xiàng)就需要10年時(shí)間。
(4)企業(yè)參與度
可想而知，如此消耗人力、物力的微電網(wǎng)工程令多少企業(yè)望而卻步。目前我國(guó)微電網(wǎng)建設(shè)權(quán)大多掌握在國(guó)有企業(yè)手中，其中國(guó)家電網(wǎng)占主導(dǎo)地位。在30個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目中，國(guó)家電網(wǎng)包攬了18個(gè)，國(guó)電南瑞、許繼電氣兩家企業(yè)也借此受益;南方電網(wǎng)則在早期建設(shè)了海南三沙永興島項(xiàng)目，近期配合廣東省政府完成萬(wàn)山海島智能微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。
反觀民營(yíng)企業(yè)，僅中天科技在今年4月份接到國(guó)家科技部大單，負(fù)責(zé)研究孤島型智能微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，獲得經(jīng)費(fèi)490萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，由民間資本推動(dòng)微電網(wǎng)商業(yè)化建設(shè)尚需一段時(shí)間。
運(yùn)維市場(chǎng)尚屬空白
由于國(guó)家并未全面放開(kāi)微電網(wǎng)建設(shè)權(quán)，因此在微電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)及后期服務(wù)方面存在電網(wǎng)企業(yè)自給自足現(xiàn)象，商業(yè)管理模式不夠清晰。與此同時(shí)，承建方在長(zhǎng)期的建設(shè)過(guò)程中不但要承擔(dān)高額的建設(shè)和運(yùn)行成本，還要獨(dú)立支付后期維護(hù)費(fèi)用，對(duì)于民營(yíng)企業(yè)而言，微電網(wǎng)項(xiàng)目存在巨大風(fēng)險(xiǎn)，這將制約微電網(wǎng)商業(yè)化建設(shè)全面展開(kāi)。
更重要的是，國(guó)家在政策層面上還沒(méi)有從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向運(yùn)維管理規(guī)范。另一方面，盡管我國(guó)微電網(wǎng)供電模型已初步成形，但哪種運(yùn)營(yíng)模式更適合我國(guó)電力未來(lái)發(fā)展還尚無(wú)定論。
有數(shù)據(jù)顯示，至2015年我國(guó)微電網(wǎng)投資市場(chǎng)將達(dá)到31.67億元;國(guó)家電網(wǎng)也估算，至2020年微電網(wǎng)市場(chǎng)潛力可突破1000億元以上。
越來(lái)越多的能源企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和相關(guān)配套廠商發(fā)現(xiàn)了微電網(wǎng)的驚人效益，但由于為我國(guó)微電網(wǎng)商業(yè)化體系框架缺失，很多企業(yè)仍在觀望階段。
關(guān)于國(guó)家在微電網(wǎng)政策層面上的統(tǒng)籌規(guī)劃問(wèn)題，國(guó)網(wǎng)資深專(zhuān)家解釋?zhuān)ㄟ^(guò)試點(diǎn)工程來(lái)推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，更符合現(xiàn)階段我國(guó)智能電網(wǎng)以及微電網(wǎng)的發(fā)展情況。換言之，我國(guó)微電網(wǎng)商業(yè)化體系的各個(gè)方面制度規(guī)范仍在積累當(dāng)中。
7月30日，中電聯(lián)召開(kāi)關(guān)于微電網(wǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審會(huì)，通過(guò)了《微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》、《微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)收規(guī)范》、《微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范》意見(jiàn)稿。一旦通過(guò)了法律規(guī)范，該三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)將成為到目前為止我國(guó)微電網(wǎng)建設(shè)中最重要的技術(shù)支撐體系。
