中國儲能網(wǎng)訊：微電網(wǎng)作為一種全新發(fā)電配電供電模式，不僅能促進可再生能源的柔性就地消納，還使主動配電網(wǎng)更好地為用戶提供可靠、優(yōu)質、高效的多元化電力服務。鑒于國內外微電網(wǎng)實際工程較少，微電網(wǎng)接入電網(wǎng)標準的制定相對滯后。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的快速隔離、并網(wǎng)狀態(tài)與孤網(wǎng)狀態(tài)的無縫切換以及微電網(wǎng)內部穩(wěn)定控制仍是微電網(wǎng)面臨的三大核心問題。
一站式微電網(wǎng)解決方案
——以陽光電源智慧能源項目為例
國家去年頒布了23個多能互補項目、18個微電網(wǎng)示范項目和55個能源互聯(lián)網(wǎng)項目。陽光電源得益于優(yōu)質的產(chǎn)品和創(chuàng)造性的技術，有幸進入了國家的18個微電網(wǎng)示范項目和55個能源互聯(lián)網(wǎng)項目中。接下來，我將給大家分享一下陽光電源在這兩個項目中的一些應用技術。當然，項目現(xiàn)處于前期規(guī)劃階段，所以介紹的也只是一些大致的規(guī)劃方案，與大家共同探討。
演講提綱：
1.微電網(wǎng)及背景介紹
2.微電網(wǎng)技術方案
3.綠色電力交易平臺
4.微電網(wǎng)經(jīng)濟性探討
微電網(wǎng)及背景介紹
中國高比例可再生能源發(fā)展路線
中國2050高比例可再生能源路線圖發(fā)布
從上圖可以看出，在2050年之前我們的可再生能源的比例是越來越高。
2030年，爭取可再生能源電力達到57%；
2050年基本實現(xiàn)我國能源生產(chǎn)和消費革命，化石能源總量不超過10億噸；
到2050年使可再生能源在消費比例中達到60%以上，在總發(fā)電量中得比例達到86%以上，形成可再生能源為主的能源體系。
光伏發(fā)電占比不斷上升，將是未來主要能源之一
能源規(guī)劃：高比例情景下風電、太陽能發(fā)電發(fā)展階段示意圖
從上圖中可看出，風電和太陽能是未來的新能源發(fā)展的最好的兩種途徑。
截止到2016年底，國內光伏裝機總量超過70GW；
2020年，太陽能發(fā)電裝機達到110GW以上，其中分布式光伏60GW以上。
2050 年實現(xiàn)太陽能發(fā)電裝機27 億千瓦，風電和太陽能發(fā)電合計占全部發(fā)電量的64%。
局部地區(qū)光伏發(fā)電滲透率不斷提高
下圖是我國高比例示范城市的一些規(guī)劃，比如在甘肅、青海、新疆，這些地方的新能源裝機比例實際上是遠超于全省的裝機比例。
注：數(shù)字來源于相關文件，截止2016二季度
新能源裝機比例均超過全省電力裝機35%，其中青海地區(qū)光伏裝機比例超過35%。
《金寨縣創(chuàng)建國家高比例可再生能源示范縣規(guī)劃》：
2020年，建成可再生能源發(fā)電裝機5.7GW，其中光伏發(fā)電3.2GW，風電0.8GW，水電1.6GW(含1.2GW瓦抽水蓄能)，生物質發(fā)電0.1GW。
2020年，建成40000戶光伏扶貧發(fā)電項目，基本覆蓋全縣符合條件的建檔立卡貧困戶。
2025年，實現(xiàn)城區(qū)范圍無燃煤(油)區(qū)域、100%的家庭用能清潔化、可再生能源占城鄉(xiāng)居民生活用能比重達到90%。
電網(wǎng)環(huán)境日益復雜，光伏接入面臨多樣性挑戰(zhàn)
注：波形均來源于實際現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)
當然，隨著光伏風電等新能源的接入，由于電網(wǎng)環(huán)境會日益復雜化。大家可以從上圖中看出，隨著分布式高滲透率的接入，會造成一些大型電站出現(xiàn)電網(wǎng)的諧震、電壓頻率的異常；分布式電站會出現(xiàn)一些電壓的波動、功率因素下降；互用電站會出現(xiàn)一些三相不平衡，電壓抬升等一些現(xiàn)象。
電源結構不合理，
送出困難是阻礙高比例可再生能源發(fā)展的因素之一
從這張圖中可以看出，我們中國的電源結構是很不合理的。在西班牙、德國和美國，他們從核電、煤電、氣電、油電、水電到風電的分配比例還是比較合理的。但在中國，煤電占據(jù)了大部分，風電和太陽能占據(jù)很少。
所以就造成了我國新能源集中的“三北”地區(qū)電源結構單一，以火電為主，且供熱機組比重大，調峰能力有限，燃油燃氣及抽水能等靈活調節(jié)電源不足2%，西班牙高達34%；美國高達47%。
各國電源結構對比圖
新能源微電網(wǎng)相關政策
自2015年以來，國家能源局發(fā)布的一系列文件,為新能源微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎。
2015年國家發(fā)布的《關于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設的指導意見》，2016-2017年出現(xiàn)的一些微電網(wǎng)、多能互補、能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目，以及2017年7月底的《推進并網(wǎng)微電網(wǎng)建設試行辦法》等等，都是為國家的能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補以及微電網(wǎng)示范項目的建設奠定了很好地政策基礎。
并網(wǎng)型微電網(wǎng)相關政策試行辦法
目的
在國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設試行辦法》中，明確規(guī)定了：
為有力推進電力體制改革，切實規(guī)范、促進微電網(wǎng)健庩有序發(fā)展，建立集中不分布式協(xié)同、多元融合、供需互動、高效配置的能源生產(chǎn)不消費體系。
為推進能源供給側結構性改革，促進并規(guī)范微電網(wǎng)健康發(fā)展，引導分布式電源和可再生能源的就地消納，建立多元融合、供需互動、高效配置的能源生產(chǎn)不消費模式，推動清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系建設。
并網(wǎng)型微電網(wǎng)的特征
從國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設試行辦法》中，我們可以看出，微電網(wǎng)實際上包含以下四大功能：
除以上微電網(wǎng)的四大特征以外，同時，國家針對微電網(wǎng)也推出了2個國家標準，可能會在今年年底全部執(zhí)行：一個是關于微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)的技術規(guī)范，另一個是微電網(wǎng)的測試規(guī)范。
微電網(wǎng)技術方案
這個部分主要介紹陽光電源微電網(wǎng)項目的技術方案：
合肥市高新區(qū)微電網(wǎng)示范項目
如框圖所示，實際上我們申請的是35KV接入的微電網(wǎng)示范項目，供給側、發(fā)電側主要是包含光伏發(fā)電和儲能等相關發(fā)電單元和儲能單元。
其中，關于用戶側、負荷側、需求側這塊包含有充電樁、中央空調、水泵、照明系統(tǒng)、冷卻塔、空壓機房等等。通過微電網(wǎng)運營管理平臺，能夠把這種供給側和需求側聯(lián)動起來，能夠達到綜合優(yōu)化。
項目介紹 / 微電網(wǎng)關鍵指標
關于微電網(wǎng)的一些關鍵指標，從下表可以看出，項目的指標在國家整個微電網(wǎng)規(guī)定的范圍內還是相當有競爭力的。其中，可再生能源的滲透率可以達到100%；供電可靠性達到99.99%；電量自給率接近100%；對大電網(wǎng)的最大功率交換率遠小于國家規(guī)定的25%，僅為15%。
微電網(wǎng)的運行模式
關于我們所說的低碳節(jié)能模式、經(jīng)濟模式，其實可以衍生出各種各樣的功能、結構和模塊。包括削峰填谷模式、恒功率模式、恒電壓模式、調頻調峰模式、峰谷平電模式等功能。
下面我把每一種功能模式簡單地說一下：
電網(wǎng)友好模式 / 削峰填谷模式
在光儲系統(tǒng)中，通過對光伏電力的能量搬移，可以使得不穩(wěn)定的新能源電力變成穩(wěn)定的高品質電力產(chǎn)品，有效改善整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出特性，提高光伏電站收益。
● 在削峰填谷模式中可以看出，我們可以對分布式光伏電站的輸出功率進行平滑；
● 通過添加儲能，縮小計劃發(fā)電和實際發(fā)電的偏差；
● 通過微電網(wǎng)，可以改善并網(wǎng)的友好性，能夠使輸出的諧波、電能質量等各個方面達到進一步提高；
● 通過添加儲能，提高光伏系統(tǒng)的超配能力。關于提高光伏系統(tǒng)的超配能力，在國外，光伏系統(tǒng)超配能力從1.1到2倍。前幾年光伏系統(tǒng)出現(xiàn)泄發(fā)能力，但是通過我們添加儲能設備，通過微電網(wǎng)的優(yōu)化運行，可以讓光伏系統(tǒng)在出現(xiàn)超配的情況下，也照樣能夠不泄發(fā)。
電網(wǎng)友好模式 / 恒功率、恒電壓交互模式
下圖是我們工廠真實的負荷曲線。橫坐標是時間，縱坐標是功率，藍色的曲線是負荷。
在負荷曲線峰值時，會超過最大負荷，從而加大容量電價。通過實現(xiàn)微電網(wǎng)的橫電壓、恒電力交互模式，能夠把容量電價有效降低，從而提高經(jīng)濟效益。
電網(wǎng)友好模式 / 調頻調峰
微網(wǎng)中的儲能應用于調頻調壓，提高大規(guī)模新能源幵網(wǎng)后電網(wǎng)穩(wěn)定性。以下這張圖是關于微電網(wǎng)調頻調峰的功能運用。
在調頻方面，主要是用在發(fā)電廠的二次調頻階段。目前，尤其是在東北、西北、華北這種電廠，會按2個考核來考核它的調頻性能。所以我們采用這個儲能形式后，通過是以微電網(wǎng)的形式能夠保證二次調頻從它響應的精度、時間、快速性方面都能達到要求，從而對微電網(wǎng)能夠起到電力系統(tǒng)輔助服務。
電網(wǎng)友好模式 / 峰谷平電價模式
關于微電網(wǎng)模式中，并網(wǎng)型電網(wǎng)有個峰谷平電價模式，這也是微電網(wǎng)的一個經(jīng)濟優(yōu)化手段。
上圖藍色曲線中，低谷的時候進行充電，高峰的時候進行放電，這樣能夠使負荷及其發(fā)電側達到真正的優(yōu)化、配合，從而能夠實現(xiàn)發(fā)電與負荷相配合，降低它的尖峰電價、容量電價，實現(xiàn)峰谷平電價。
電網(wǎng)友好模式 /
虛擬同步技術提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性
下圖給大家展示的是儲能逆變器比較有特色的的特性——虛擬同步電機VSG技術，這種技術可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
基于虛擬同步發(fā)電機技術的光儲系統(tǒng)能夠增強局域電網(wǎng)的慣性，同時，逆變器實現(xiàn)如同步發(fā)電機類似的一次調頻和二次調頻，抑制負載投切引起的電壓/頻率波動，改善微網(wǎng)電能質量，同時，通過VSG這種外特性曲線，實現(xiàn)以電壓源形式、燃氣輪機、柴油機、電網(wǎng)連接，實現(xiàn)供電的無縫切換。下圖可以看出有VSG技術和無VSG技術的一些對比：
電網(wǎng)友好模式 / 改善電能質量
參考《功率因數(shù)調整電費辦法》，儲能系統(tǒng)可以調節(jié)工廠的功率因數(shù)，達到減少月電費的目的。
上表可以看得出來是微電網(wǎng)功能對電能質量的改善，在用電側以及企業(yè)中間，如果功率因素低于0.9的話，會遭到電網(wǎng)公司的罰款。
從右上面這張圖看出，如果純粹裝了光伏發(fā)電的話，有可能會導致功率因素的下降。但是通過我們微電網(wǎng)的資質特性，再加上儲能、光伏逆變器發(fā)無功的特性，能夠將功率因素提升到0.9及其以上。這樣的話，一方面避免電網(wǎng)公司帶來的罰款，另一方面，電能質量也能夠得到進一步提升。
電網(wǎng)友好模式 /
低碳模式—充分消納新能源發(fā)電
低碳節(jié)能模式，顧名思義，主要是充分消納新能源發(fā)電，能夠提高它的自發(fā)自率。一方面，光儲進行能量轉移，減少余電上網(wǎng)，同時實現(xiàn)光伏在超配的情況下，避免光伏的棄光限發(fā)，提高系統(tǒng)收益。
另一方面，在光伏發(fā)電過剩情況下，通過加入優(yōu)先啟動移動式儲能--新能源電動大巴、充電樁，將電能很好地反饋到電網(wǎng)中間，將蓄電池僅作后備電源用。
電網(wǎng)友好模式 /
為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務
說到微電網(wǎng)，必須要說到虛擬電廠。多數(shù)人認為，在很多情況下，虛擬電廠和微電網(wǎng)行使的功能是一樣的，也是在調動新能源供給側、發(fā)電側和用戶側協(xié)調的優(yōu)化共識。
但是實際上，虛擬電廠和微電網(wǎng)之間還是有細小的區(qū)分的。微電網(wǎng)可以實現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)運行，可以在孤島模式下保障電能質量的可靠運行，同時，微網(wǎng)可以實現(xiàn)一些自制功能。而虛擬電廠實現(xiàn)的僅僅是多個電廠、多個負荷的協(xié)調功能。
虛擬電廠，通過實施一攬子節(jié)能計劃，形成規(guī)?；墓?jié)電能力，減少電力用戶的電力消耗需求，從而達到不擴建電力供應系統(tǒng)相同目的。
可實現(xiàn)對大量分布式電源的靈活控制，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
與大數(shù)據(jù)相結合：對于發(fā)電企業(yè)，可以預測發(fā)電情況和電網(wǎng)負荷，實現(xiàn)優(yōu)化調度。對用電企業(yè)，可以預測用電量，結合電價信息，進行需求響應。
微電網(wǎng)的離網(wǎng)模式 /
用電可靠性大幅度的提高
在微電網(wǎng)的離網(wǎng)模式情況下，最主要的目的是保證用電可靠性的大幅度提高。目前來說，尤其是電動汽車充電樁，是屬于柔性負荷，它既是一種發(fā)電負載，又是一種用電設備。
同時可以在微電網(wǎng)的離網(wǎng)模式下，可以將園區(qū)或企業(yè)的電動大巴、電動汽車作為后備儲能系統(tǒng)，通過所謂的雙向充電樁功能，可將電動大巴車的能量釋放到電網(wǎng)中間，或者將電動大巴能量通過能量綜合站收集起來，歸整個園區(qū)能量進行調配、使用。
光伏+儲能深度融合，
構建智能微電網(wǎng)增加用能的可靠性
下圖是光伏+儲能的深度融合構建，可以為我們的智能微電網(wǎng)增加一些用能的可靠性。通過我們的這種集成平臺、智慧分布式能源管理云平臺以及智能微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)可控儲能、分布式能源，柔性負荷、配電設備。
通過微電網(wǎng)可以實現(xiàn)大量分布式電源接入
保證了對配電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生盡可能小的影響
能夠實現(xiàn)分布式電源的“即插即用”，提高利用效率
大電網(wǎng)掉電可以離網(wǎng)應急供電
微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的安全性分析
充分利用新能源分布式發(fā)電，不電網(wǎng)的交互功率降低；
異常情況下快速隔離，對大電網(wǎng)無影響；
可并網(wǎng)孤網(wǎng)運行，即插即用、無縫切換；
具有儲能系統(tǒng)，可削峰填谷；
高可靠供電，安全穩(wěn)定；
適應中國電力管理體制；
支持多能融合的分布式能源系統(tǒng)。
綠色電力交易平臺
上面介紹了陽光電源關于微電網(wǎng)的示范項目，下面介紹陽光電源基于能源互聯(lián)網(wǎng)的項目。
合肥高新區(qū)基于分布式綠色能源靈活交易的
能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目
這個能源互聯(lián)網(wǎng)項目主要是基于分布式綠色能源靈活交易平臺，能夠實現(xiàn)對分布式屋頂光伏，包括儲能設備對工商業(yè)用戶、電動汽車用戶能夠實現(xiàn)有效的聯(lián)動。一方面，能夠促進分布式發(fā)展，另一方面，能夠促進分布式的就近消納、實現(xiàn)所謂的隔墻售電，也叫做所謂的自發(fā)自用，余量售電的模式。
分布式綠色能源靈活交易平臺的商業(yè)模式
這個綠色交易平臺，它涵蓋了一些企業(yè)主要涉及到的，包括電網(wǎng)公司、售電企業(yè)、光伏發(fā)電站投資企業(yè)和工商業(yè)用戶等等。通過這個綠色交易平臺，能夠實現(xiàn)綠色電力交易的實時交易，或者叫現(xiàn)貨交易。
電力交易平臺可以收集各個參不交易的分布式光伏電站發(fā)電信息；
電力交易平臺同時收集參不電力交易的用電企業(yè)用電信息；
電力交易平臺實時公布參不交易的售電公司的相關信息；
推出相關電費交易套餐；
負責電費賬單的發(fā)放不電費清結算。
綠色電能交易平臺
綠色交易平臺主要涵蓋的功能包括注冊報裝報修、交易管理、合同管理、市場分析、購售電結算、過網(wǎng)補貼結算以及信息發(fā)布等功能。
高新區(qū)分布式電力交易平臺的建設在充分考慮電力市場改革政策等各方面因素下，在現(xiàn)有的電網(wǎng)、新能源分布式電網(wǎng)等基礎上，借助于新的能源技術、信息技術和商業(yè)模式，推動分布式新能源參不電力交易市場，確保電網(wǎng)運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，促進分布式新能源的發(fā)展。
光伏發(fā)電交易平臺界面
交易平臺主要功能
綠色電力交易平臺
交易與支付流程
關于這個綠色電力交易平臺的交易和支付流程如上圖所示，通過會員中心出金申請到運營支撐系統(tǒng)會員出金審核到支付網(wǎng)關來形成支付訂單到通過第三方支付或者銀行交易平臺來實現(xiàn)交易。同時，通過這四個方面，再通過一個閉環(huán)回歸能夠達到真正地實現(xiàn)交易和支付流程的全部完結過程。
綠色電力交易平臺合作模式 /
電網(wǎng)、政府、社會資本三方合作
合肥高新區(qū)“一區(qū)五片三心四廊”的空間布局；
220kV變電站2座、110kV變電站4座；
七大創(chuàng)新平臺之一的分布式智慧能源創(chuàng)新平臺；
國家首批分布式光伏發(fā)電應用示范區(qū)，分布式光伏電站超100MW；
電網(wǎng)結構適宜開展分布式發(fā)電市場化交易；
高新區(qū)分布式電力交易平臺公司-股權比例
平臺建設目標
2020年，分布式電力交易平臺業(yè)務范圍擴展到高新區(qū)全部在運光伏電站，平臺用戶容量大于20家，實際交易用戶大于100家，參不交易的分布式光伏發(fā)電總裝機超300MW，實現(xiàn)年交易電量7200萬千瓦時，創(chuàng)造經(jīng)濟效益1080萬元，二氧化碳減排6.15萬噸。
綠色電力交易平臺 / 意義
為電網(wǎng)企業(yè)、政府提供綠色能源數(shù)據(jù)監(jiān)測；
為園區(qū)分布式發(fā)電業(yè)主、用電企業(yè)提供精細化用電服務；
促進可再生能源在局域電網(wǎng)就近消納，降低電網(wǎng)負荷；
滿足電網(wǎng)、用能企業(yè)未來可再生能源配額考核需求；
為“綠證”、碳排放權（CCER）交易落地提供結算服務；
降低企業(yè)用能成本，提升分布式新能源投資回報率；
解決分布式發(fā)電自發(fā)自用部分結算難題。
微電網(wǎng)經(jīng)濟性探討
微電網(wǎng)的推進建設辦法中都提到，微電網(wǎng)在各省的運營是各個省市單獨備案的。所以在微電網(wǎng)中間，應該是由于實現(xiàn)了大量的分布式能源，尤其在這種帶有自發(fā)自用的太陽能電站中，可實現(xiàn)3-4年回本。在微電網(wǎng)中，大量使用太陽能和風能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)快速回本。
根據(jù)《供電營業(yè)規(guī)則》，用電企業(yè)容量費的收取分為兩種：
按最大容量：按照負荷最大功率交容量費，同時須≥變壓器銘牌額定容量的40%。
按基本容量：按照變壓器銘牌上的額定功率交容量費，且不能向供電局申請降低報備容量。
可以通過微電網(wǎng)，負荷的需求側管理，以及增加儲能，來實現(xiàn)優(yōu)化，來降低容量的“最大需量”。通過這種方法，來降低電價。
如：上海最大需量費42元/kVA*月，則 每 kw 儲 能 裝 機 年 收 益 ：42*12=504；
若按基本容量收費，儲能系統(tǒng)除降低容量費外，還可減少變壓器擴容及線路改造等相關費用。
在東北、西北、華北這些地區(qū)的電廠中存在著一些針對2個考核細則出現(xiàn)的考核，我們可以通過一次調頻、二次調頻、電網(wǎng)調峰、峰谷套利 ，來實現(xiàn)微網(wǎng)的經(jīng)濟性。
可一次調頻，也可二次調頻
電網(wǎng)調峰、峰谷套利
建設微電網(wǎng)，不光有國家大的政策支持，還包括現(xiàn)在各大電網(wǎng)公司都在探討微電網(wǎng)各個方面的建設，益處頗多：
● 系統(tǒng)損耗進一步降低
新能源發(fā)電就近消納，發(fā)電側不用電側實現(xiàn)就地平衡，避免長距離輸配電的傳輸損耗5-7%。
● 綜合能效進一步提升
可以實現(xiàn)多能互補、電動汽車多重利用、能量的優(yōu)化調度，提升能源綜合利用效率20%。
● 用能可靠性進一步增強
電動汽車在離網(wǎng)情況下，向微電網(wǎng)輸電，用能的可靠性進一步增強，低成本提高用能可靠性，引導用能行為習慣，節(jié)約用能10%。
本期嘉賓：胡 兵
陽光電源股份有限公司 電站事業(yè)部副總裁
同濟大學博士、加拿大UNB大學博士后、高工，合肥“百人計劃”，上海張江“創(chuàng)新人才”。從事過8年的光伏逆變器技術研究及產(chǎn)品開發(fā)工作和近2年的電站集成研發(fā)設計、能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補、微網(wǎng)及售電業(yè)務工作。參與主持了多項國家科技部 “863計劃”重大科技計劃項目及安徽省重大科技專項項目，曾榮獲上?？萍歼M步三等獎及北京科技進步獎等獎項。公開發(fā)表20多篇論文及50多篇專利。
陽光電源股份有限公司（股票代碼：300274）是一家專注于太陽能、風能、儲能等新能源電源設備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務的國家重點高新技術企業(yè)，是全球第一的光伏逆變器專業(yè)制造商和領先的智慧能源解決方案開發(fā)商。
