5月11日14時45分，氣溫26攝氏度。在河南財政稅務高等專科學校(以下簡稱河南財專)微網運行控制室的大屏幕上，多個數據和曲線正不斷地變化，這些數據將太陽持續(xù)釋放的能量以外化的形式直觀顯示了出來。不消20秒鐘，一千瓦時的電能就通過380千伏光伏發(fā)電系統(tǒng)被“生產”了出來，而整個過程既沒有消耗一次能源，也沒有產生任何排放。
作為國家電網公司智能電網試點河南分布式光伏發(fā)電及微網控制試點工程的落地點，河南財專建成了一個包含光伏發(fā)電、儲能、控制系統(tǒng)三部分的微網系統(tǒng)。這個微網系統(tǒng)相當于一個小型的發(fā)、配電系統(tǒng)，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。其中的光伏發(fā)電系統(tǒng)就是設置在7棟宿舍樓樓頂上的光伏發(fā)電板，每月可有3.6萬-4.5萬千瓦時的發(fā)電量，基本可以滿足學校7棟宿舍樓和學生食堂的日常用電。
而微網的控制系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)在河南財專80多平方米的微網運行控制室內，只占據了大約十幾平方米的空間。“主控制系統(tǒng)相當于微網的大腦，判斷微網系統(tǒng)與大電網處于并網還是離網狀態(tài)，儲能控制系統(tǒng)相當于神經系統(tǒng)，接受主控制系統(tǒng)發(fā)來的信號并作出響應，在離網時作為電壓源，并網時作為電流源相互切換，儲能系統(tǒng)相當于末端神經。”河南省電力公司智能電網研究中心項目處處長王璟的解釋生動形象。
微網的儲能系統(tǒng)采用的是同樣應用于電動汽車的磷酸鐵鋰電池。幾十塊電池整齊地排布在相當于家用普通兩開門衣柜大小的儲能柜里，正在對儲能電池進行散熱處理的散熱系統(tǒng)在耳邊發(fā)出了“嗡嗡”聲。很難想象體積這么小、占用空間如此有限的這些電池，可以在與大電網離網的情況下支持微網系統(tǒng)內1100間學生宿舍提供3-4小時的正常用電!
“鄭州供電公司為這個項目專門建立了一個通信通道，信息控制是通過遠程控制來實現的。雖然是無人值守的，但我們還是制定了巡檢制度，每隔幾天到現場進行巡視。”負責控制保護系統(tǒng)日常維護的鄭州供電公司員工朱頡向我們展示了實時的微網運行情況、光伏發(fā)電情況以及儲能運行情況。
“自微網投運以來，我們確實節(jié)省了不少電費。等到寒暑假，有富余的電量還可以出售，有一定的經濟效益。但我們更看重的是社會效益，向學生灌輸發(fā)展低碳經濟、發(fā)展新能源、環(huán)保等理念以及項目本身的示范作用。”河南財專副校長王國俊非常看重這項工程日后更加深廣的影響，“學校的二期建設馬上就要動工了，我們計劃下一步在圖書館和學術交流中的外立面、家屬樓和辦公樓的樓頂安裝光伏發(fā)電板。項目的意義可以通過學生向社會擴散。作為高校，我們有責任把最前沿、最先進的技術提前應用到學校中來。”王校長不無得意的語氣中含著對于微網示范工程的肯定。
正如王校長所期望的那樣，在微網正式投入運行將近半年的時間里，河南財專的學生們對微網、清潔能源以及節(jié)能環(huán)保形成了初步的認識。在學生宿舍里，孩子們養(yǎng)成了節(jié)約用水、人走燈滅的好習慣，學校的公共浴室廣泛地使用了太陽能熱水器，由此足見河南財專在使用清潔能源與低碳環(huán)保方面的身體力行。
一年級的學生王立樂認為學校宿舍樓上的光伏發(fā)電以及微網的應用是一件“很環(huán)保、很時尚”的事情。“每個床位都有一個單獨的電源接口，宿舍里手機充電、電腦使用、照明還有電扇的使用不會受到限制，除了更節(jié)能、更環(huán)保外，我并沒覺得和普通用電有什么差別。”當問到他對微網的了解時，王立樂的回答讓我們很驚喜，“因為學習金融專業(yè)，我很關注股市，所以我知道國家電網公司和智能電網，再加上我們學校是微網試點，所以我就更關注智能電網了，微網在智能電網中很重要。”
登上學生宿舍樓的屋頂，一排排整齊排布的光伏電池板正接受著充足光線的照射。河南財專校園四周地勢開闊，不遠處，一座火力發(fā)電廠清晰可見，煙囪頂部的煙霧正逐漸升騰、蔓延。而這邊，來自太陽的清潔能源通過微網這個小系統(tǒng)，平穩(wěn)地為堅強智能電網輸出一個美好的未來。
河南分布式光伏發(fā)電及微網控制工程概況
該項目結合河南財政稅務高等?？茖W校校園屋頂太陽能光電建筑應用項目開展。于2010年12月31日聯(lián)調成功。
實現目標
●建成了包含光伏發(fā)電、電力儲能，并具有微網特性的實際運行系統(tǒng)示范工程;
●實現分布式光伏電源、儲能系統(tǒng)友好接入電網，實現與配電網并網協(xié)調運行;
●實現微電網運行狀態(tài)監(jiān)控、分布式發(fā)電接入微網控制、功率分配調度與發(fā)電控制、電能平衡和負載控制的應用平臺;
●實現微電網雙向潮流環(huán)境下控制保護協(xié)調工作的系統(tǒng);
●完成分布式光伏電源、儲能系統(tǒng)智能協(xié)調工作，成功實現離網轉并網、并網轉離網方式的自動切換。
技術創(chuàng)新
●實現儲能系統(tǒng)“黑啟動”的工程應用，并實現了微網并轉離、離轉并的平穩(wěn)切換;
●微網離網運行過程中，自動啟動微網離網運行控制策略，通過調節(jié)儲能和光伏出力，實現微網平穩(wěn)運行;
●儲能系統(tǒng)暫態(tài)時可作為電壓源支撐微網系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時可作為可調度的電流源用于平滑光伏發(fā)電出力及負荷波動;
●磷酸鐵鋰電池首次在配電網電力儲能中得到應用;
●現場開展微網全景實測實驗(電能質量、負荷特性、暫態(tài)特性等實驗)，取得暫態(tài)、動態(tài)、穩(wěn)態(tài)實測分析數據。
