中國能源報：作為“863”計劃項目“微型電網(wǎng)的并網(wǎng)、控制和保護技術(shù)”的課題組長，請您談?wù)勈澜绺鲊鴮ξ⑿碗娋W(wǎng)的研究現(xiàn)狀。目前國內(nèi)的研究進展如何呢？
張建華：歐美和日本目前都在做微型電網(wǎng)的示范工程，有的已經(jīng)建成，不過還不太普遍。估計將來在歐洲、尤其像丹麥和德國這樣的國家會率先突破；美國的步伐稍微慢些，它對分布式電源的需求不像歐洲那么迫切；日本起步也較早，2003年就開始做示范工程和微網(wǎng)的試驗系統(tǒng)了。我國研究微型電網(wǎng)的進度稍微落后一點。國家科技部安排了兩個“863”微型電網(wǎng)示范工程，南方的微型電網(wǎng)示范工程位于廣州市天河區(qū)的南方電網(wǎng)公司大樓總部。北方的主要由內(nèi)蒙古電力公司和中國電力投資公司承擔(dān)，我主要負(fù)責(zé)電氣接入方面的技術(shù)支撐子課題，同時獨立承擔(dān)了一項微網(wǎng)接入控制的“863”探索研究項目。這兩個示范項目是2007年底立項、2008年開始建設(shè)的，其中南方電網(wǎng)的進度稍微快些。
中國能源報：歐美等西方發(fā)達國家研究微型電網(wǎng)的初衷是什么？
張建華：由于在能源利用效率和碳排放等問題上，西方國家面臨較大的壓力，所以從政策和技術(shù)方面都在鼓勵和發(fā)展利用可再生能源的分布式電源。以歐洲為例，歐洲的分布式電源很多，像太陽能發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電、小型燃?xì)廨啓C等。但這中間有個問題，即分布式電源多了之后會對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行形成擾動，對電網(wǎng)的可靠運行和電能質(zhì)量都會產(chǎn)生影響，因此研究微型電網(wǎng)的主要目的之一就是要解決這個問題。微型電網(wǎng)要保證這些分布式電源接入電網(wǎng)系統(tǒng)，并且不會對電網(wǎng)產(chǎn)生影響，同時優(yōu)化電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，提高電網(wǎng)公司的資產(chǎn)利用率。比如說北京今年的最大電力負(fù)荷為1400多萬千瓦，但在平時也就700~800萬千瓦，那么是否有必要為了每年那幾天的峰值負(fù)荷而建設(shè)更多的電力設(shè)施呢？用分布式電源就可以很好地解決這個問題，提高電網(wǎng)公司的資產(chǎn)利用率。所以從這兩個方面來講，研究和發(fā)展微型電網(wǎng)對電網(wǎng)公司也具有積極的經(jīng)濟效益。
中國能源報：考慮到我國的能源分布特點與歐美等國有較大差異，是否也需要發(fā)展微型電網(wǎng)呢？
張建華：2008年初的南方雪災(zāi)中，由于大電網(wǎng)受損嚴(yán)重，只有少數(shù)小電網(wǎng)在支撐重要用戶運行，這將微型電網(wǎng)的作用充分展示了出來，因此也促使我國加快對微型電網(wǎng)的研究步伐。當(dāng)時國家批準(zhǔn)立項應(yīng)有這方面的考慮，一旦大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時小電網(wǎng)應(yīng)該怎么發(fā)揮作用。當(dāng)然這只是直接原因，我們還應(yīng)該看到更為深遠(yuǎn)的背景。
一方面我國目前的能源利用效率較低，總體效率大約在33%左右，大型的超臨界燃煤火電機組的能源利用效率也僅有40%左右，這意味著煤釋放的熱能只有40%轉(zhuǎn)化為有用功，其余的則全部浪費掉了。微型電網(wǎng)的能源利用效率較高，尤其像燃?xì)廨啓C的熱能利益效率可以達到將近80%，既發(fā)電又供熱或制冷，損耗很小，相當(dāng)于把常規(guī)燃煤電廠的效率提高了一倍。
另一方面，我國目前在鼓勵新能源的發(fā)展，除了要解決大規(guī)模風(fēng)電基地上網(wǎng)運行的問題外，大量分散的可再生能源，如太陽能、小型風(fēng)能等發(fā)電并網(wǎng)接入的問題怎么解決？這些需要有微型電網(wǎng)技術(shù)做支撐。當(dāng)然我們目前做的示范工程主要是使用小型燃?xì)廨啓C發(fā)電，也正在進行太陽能和風(fēng)力發(fā)電等分布式電源的建模，研究太陽能和風(fēng)能發(fā)電的并網(wǎng)問題。
中國能源報：從以上的描述來看，微型電網(wǎng)與智能電網(wǎng)在很多方面似乎是一致的，那么微型電網(wǎng)的概念是什么？它與智能電網(wǎng)是怎樣的關(guān)系？
張建華：微型電網(wǎng)技術(shù)就是指將一定區(qū)域內(nèi)或某些企事業(yè)單位內(nèi)擁有的分散的發(fā)電資源（例如自行供電的發(fā)電設(shè)備或備用發(fā)電機組、太陽能發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等可再生能源發(fā)電裝置）聯(lián)結(jié)起來共同向用戶供電，并通過配電網(wǎng)與主干大型電力網(wǎng)并聯(lián)運行，形成一個大型電網(wǎng)與小型發(fā)電設(shè)備聯(lián)合運行的系統(tǒng)。從某種意義上來說，當(dāng)分布式電源達到一定比例時，就可以稱之為微型電網(wǎng)。
我們現(xiàn)在談智能電網(wǎng)較多，正在從結(jié)構(gòu)、功能、監(jiān)控、管理等各個方面研究、探討和試點實施具有中國特色的智能電網(wǎng)，微型電網(wǎng)可以說是智能配電網(wǎng)的一種結(jié)構(gòu)。從概念上來講智能電網(wǎng)應(yīng)該涵蓋了微型電網(wǎng)，這主要取決于微型電網(wǎng)對分布式電源控制的智能化程度。做為有源配電網(wǎng)，微型電網(wǎng)既要保證在大電網(wǎng)出現(xiàn)問題時仍可為用戶、尤其是重要用戶不間斷供電，又要克服在聯(lián)網(wǎng)運行時對大電網(wǎng)的影響，做到自我平衡運行和互為補充。也就是說既需和用戶互動，也需和大電網(wǎng)實現(xiàn)交互，毫無疑問需要較高的智能化水平，因此也就具有了智能電網(wǎng)的基本特征和內(nèi)涵。
中國能源報：目前研究微型電網(wǎng)技術(shù)主要集中在哪幾個方面？要克服哪些問題？
張建華：從技術(shù)層面看，一是微型電網(wǎng)運行需要有完善的監(jiān)控技術(shù)，因為在微型電網(wǎng)里有各種不同的微型電源，需要將這些電源有效地控制起來；同時要實現(xiàn)與大電網(wǎng)的交互，微型電網(wǎng)必須能夠感知大電網(wǎng)的運行狀態(tài)，并且能夠在需要時作大電網(wǎng)的能源補充，因此需要有相應(yīng)的監(jiān)控中心，其作用類似于大電網(wǎng)的調(diào)度中心，功能包括數(shù)據(jù)采集、運行控制和管理等。二是接入標(biāo)準(zhǔn)，比如說多大容量的燃?xì)廨啓C應(yīng)接入到什么電壓等級的電網(wǎng)中，微型電網(wǎng)形成之后應(yīng)該并網(wǎng)運行還是獨網(wǎng)運行，兩種運行方式的協(xié)調(diào)控制及其標(biāo)準(zhǔn)是什么？此外微型電源和智能電表產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制訂等也是非常重要的。這些標(biāo)準(zhǔn)目前IEC（國際電工委員會）已經(jīng)有一些了，但不太全，我國基本沒有。三是需要研究與太陽能和風(fēng)能發(fā)電等間歇性電源接入控制相適應(yīng)的儲能技術(shù)。四是需要新型的具有雙向潮流監(jiān)控能力的微型電網(wǎng)控制、保護和計量裝置。除研發(fā)外，這些裝置的采用還要考慮價格因素，因為在未來大面積地實施微型電網(wǎng)，由于點多面廣，無論是監(jiān)控、保護或計量裝置，價格都應(yīng)該控制在合理范圍內(nèi)。
中國能源報：從您講的技術(shù)特征來看，通信顯然是一個非常重要的基礎(chǔ)，那么應(yīng)該如何做到這一點？
張建華：在“十二五”配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)中，通信將是非常重要的一個方面。將來配電網(wǎng)可能會采用多種混合的通信模式，包括低壓配電載波、光纖、無線通信等。配電載波是一種比較好的通信方式，而且現(xiàn)在技術(shù)也越來越成熟，國外研制有現(xiàn)成的配電載波芯片，因此低壓線路可以選用配電載波的方式進行通信。有一種新的載波方式是利用電纜外皮做載體，施工時可以不用停電或少停電，比較適用于10千伏電壓等級的電網(wǎng)。當(dāng)然配電載波也有弊端，如果線路停電或網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，通信就有可能受阻，因此可以用作數(shù)據(jù)采集，用于控制則要慎重。另一種是光纖，通信質(zhì)量和安全性是最好的，當(dāng)然價格也比較昂貴。無線通信也是一種方式，包括3G網(wǎng)、GPRS網(wǎng)和其它無線網(wǎng)絡(luò)等，像電力負(fù)荷采集就采用了專門的無線網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然無線網(wǎng)絡(luò)也存在問題，抗干擾性和安全性較差，還不能用做電網(wǎng)控制，此外無線網(wǎng)絡(luò)需要一定的運營成本。
中國能源報：將來在微型電網(wǎng)的建設(shè)中用戶的參與是否很重要？在這方面政府應(yīng)該做哪些工作呢？
張建華：我們現(xiàn)在做的微型電網(wǎng)示范工程，建設(shè)相應(yīng)的分布式電源，主要是從研究的角度出發(fā)，為未來微型電網(wǎng)的發(fā)展和普及做基礎(chǔ)和示范工作。在將來的微型電網(wǎng)中，分布式電源可能將由用戶主動參與建設(shè)，并逐步聯(lián)入電網(wǎng)，電網(wǎng)公司要對分布式電源的接入進行規(guī)范、管理和監(jiān)控。因此政府需要參與其中進行各方的協(xié)調(diào)，調(diào)動各方的積極性，出臺相應(yīng)的電價政策和其他一些政策進行刺激和鼓勵。
從需求來看，沿海尤其是江浙一帶，由于國家通過補助建設(shè)資金鼓勵太陽能發(fā)電，用戶有大量的太陽能發(fā)電項目上馬。事實上這些太陽能發(fā)電目前大都沒有并網(wǎng)，將來有可能且有必要在局部形成微型電網(wǎng)，并且接入大電網(wǎng)。那么這些分布式電源將來怎么去并網(wǎng)，從政府的角度來看需要有相關(guān)的政策。并網(wǎng)之后用戶如何參與到需求側(cè)管理和大電網(wǎng)的削峰填谷，分布式電源的上網(wǎng)電價應(yīng)該怎么計算？電網(wǎng)給用戶送電時電價怎么計算？這就需要有充分調(diào)動各方積極性的政策，包括分時電價或峰谷電價，以及其它配套的政策和措施。
專家簡介
張建華，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院教授，輸配電系統(tǒng)研究所所長，國家科技部“863”計劃項目“微型電網(wǎng)的并網(wǎng)、控制和保護技術(shù)”課題負(fù)責(zé)人。
