中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：智能電網(wǎng)是現(xiàn)代化輸電和配電系統(tǒng)的總稱(chēng)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約能源。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，新能源技術(shù)革命將全方位地重新定義人類(lèi)新生活，通過(guò)電網(wǎng)技術(shù)和先進(jìn)的通訊手段將世界系統(tǒng)的連接在一起。相信在不久的將來(lái)，伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、電網(wǎng)基礎(chǔ)、儲(chǔ)能技術(shù)和分布式發(fā)電等技術(shù)的改革，我們將迎來(lái)一次顛覆性的變革，開(kāi)創(chuàng)智能化的新生活。
進(jìn)入21世紀(jì)，隨著全球資源、環(huán)境壓力的不斷增大，居民對(duì)能源消耗和生活質(zhì)量的要求在不斷提高，能源產(chǎn)業(yè)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)分布不均，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)能源資源非常匱乏，但用電負(fù)荷相對(duì)集中。為調(diào)解用電需求實(shí)施“西電東送”和“南電北送”工程，利用貴州、云南、廣西、四川、內(nèi)蒙古、山西、陜西等西部省區(qū)豐富的水力資源和煤炭資源，開(kāi)發(fā)水電和火電，然后把清潔的電能輸送到東部和北部，從而既把西部的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，又滿(mǎn)足了東部地區(qū)的用電需求，促進(jìn)東西部的共同發(fā)展，這就必將推動(dòng)我國(guó)跨區(qū)域電網(wǎng)的建設(shè)，特高壓、直流輸電成為必然的選擇。“十二五”期間，國(guó)家對(duì)核、光、風(fēng)、地?zé)帷⑸镔|(zhì)、非常規(guī)天然氣等新能源和可再生能源的利用開(kāi)發(fā)，潔凈煤、智能電網(wǎng)、分布式能源、車(chē)用新能源等能源新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)施路徑、發(fā)展規(guī)模及重大政策舉措做了明確部署。
與傳統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電和用電模式不同，未來(lái)電網(wǎng)提出了兩個(gè)明確的概念：“智能”和“綠色”。“智能”主要是依靠現(xiàn)代信息、通信和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)特高壓輸電和電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)居民用電主動(dòng)化和智能化、增強(qiáng)供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和調(diào)控性、提高社會(huì)用電系統(tǒng)安全和高效；而“綠色”概念與“低碳”概念相似，除了注重質(zhì)的發(fā)展，減少污染排放，大力推行新能源等方式降低污染，還希望通過(guò)改變居民生活、出行用電模式的轉(zhuǎn)變，提高電力儲(chǔ)能效率和分布式社區(qū)“智能微網(wǎng)”建設(shè)等方式，構(gòu)建適應(yīng)未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的要求，打造全新的生活藍(lán)圖。
一、電網(wǎng)智能化是發(fā)展大趨勢(shì)
?。ㄒ唬┦裁词侵悄茈娋W(wǎng)
智能電網(wǎng)是現(xiàn)代化輸電和配電系統(tǒng)的總稱(chēng)，目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)更多的利用分布式能源、促進(jìn)電力提供商之間的競(jìng)爭(zhēng)、建立電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、提高電力供應(yīng)質(zhì)量、增強(qiáng)電力用戶(hù)的互動(dòng)最終達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo)。
未來(lái)的智能電網(wǎng)，是由多個(gè)自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成，以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式運(yùn)作?？焖夙憫?yīng)電力市場(chǎng)和企業(yè)需求；利用現(xiàn)代通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流，為用戶(hù)提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)；具有快速診斷、消除故障的自愈等功能，能為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和節(jié)能環(huán)保提供保障。
（二）智能電網(wǎng)VS傳統(tǒng)電網(wǎng)
很多人可能會(huì)感覺(jué)“電網(wǎng)”一詞可能比較專(zhuān)業(yè)和難以接近，甚至有些不明所以。這樣的說(shuō)法在某種程度上是對(duì)的，因?yàn)樗砹巳藗儗?duì)“傳統(tǒng)電網(wǎng)”時(shí)代的認(rèn)識(shí)。
傳統(tǒng)的電網(wǎng)是一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，一般情況下只有專(zhuān)業(yè)人員才能深入了解。而智能電網(wǎng)則完全不同，它是一個(gè)開(kāi)放性的網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)可以主動(dòng)參與，并可與電網(wǎng)真正互動(dòng)起來(lái)，而不是像現(xiàn)在一樣被動(dòng)的接受。
智能電網(wǎng)在用戶(hù)端最主要的特征在于使用了智能電表。它可以讓電力供應(yīng)商實(shí)行分時(shí)電價(jià)，允許負(fù)荷控制開(kāi)關(guān)來(lái)控制能耗較大的設(shè)備，讓它們?cè)陔娏Ρ阋藭r(shí)工作?；谕ㄓ嵓夹g(shù)的智能電表讓用戶(hù)和電力供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，電表顯示分時(shí)價(jià)格和當(dāng)前電力消耗功率，讓用戶(hù)在時(shí)間上有選擇性的進(jìn)行能量消費(fèi)。
智能電網(wǎng)的應(yīng)用可以降低發(fā)電容量的需求，負(fù)荷曲線(xiàn)可以通過(guò)市場(chǎng)電價(jià)來(lái)調(diào)節(jié)。可再生能源的支持者也偏好智能電網(wǎng)，因?yàn)榭稍偕茉矗缣?yáng)能、風(fēng)能在自然界中是間歇式的，可再生能源發(fā)電占比較高的系統(tǒng)必須具備較好的負(fù)荷調(diào)控系統(tǒng)，在風(fēng)能、太陽(yáng)能不充足的時(shí)期可以提高電價(jià)，降低系統(tǒng)對(duì)電力的需求，相反，在可再生能源豐富時(shí)，降低電價(jià)，促進(jìn)電力消費(fèi)。由此可見(jiàn)，智能電網(wǎng)的交互式能源消費(fèi)模式對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定具有重要意義。
總之，與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)重視實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶(hù)之間的雙向互動(dòng)，可以幫助家居生活實(shí)現(xiàn)更加清潔、高效、安全、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，既保證了家居用電的安全性和經(jīng)濟(jì)性，又提高了電網(wǎng)設(shè)備的使用效率，能極大地促進(jìn)節(jié)能減排，非常符合當(dāng)前“低碳生活”的潮流。
?。ㄈ┲悄茈娋W(wǎng)國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用
1.國(guó)外應(yīng)用。
美國(guó)方面，2009年8月5日，奧巴馬于在印地安納州北部城市埃爾克哈特的汽車(chē)制造企業(yè)北極星公司發(fā)表講話(huà)時(shí)再次重申，要“建設(shè)一個(gè)可實(shí)現(xiàn)電力在東西兩岸傳輸?shù)男碌闹悄茈娋W(wǎng)”，明確提出“建設(shè)一個(gè)更堅(jiān)強(qiáng)，更智能的電網(wǎng)”，最大限度發(fā)揮美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的價(jià)值和效率。
2004年，由美國(guó)能源部牽頭成立電網(wǎng)智能化建筑委員會(huì)（GridWiseArchitectureCoucil，GWAC），其目的是定義一個(gè)可操作、互動(dòng)通信的智能電網(wǎng)整體框架。
關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域分為三個(gè)方面：
（1）電網(wǎng)運(yùn)行與管理方面。這方面技術(shù)包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、快速仿真與建模、輸配電自動(dòng)化、需求側(cè)響應(yīng)、集成通信技術(shù)、先進(jìn)大容量導(dǎo)線(xiàn)、決策支持與人機(jī)接口技術(shù)、電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)與信息融合等；
?。?）分布式能源方面。主要包括分布式發(fā)電互聯(lián)與儲(chǔ)能技術(shù)集成兩方面。其中，儲(chǔ)能技術(shù)方面，石墨-酸性電池組應(yīng)用較為普遍，鈉硫電池已經(jīng)可以商用，而潮流可逆的電池組正在研發(fā)和實(shí)證中。一些超導(dǎo)儲(chǔ)能（將能量?jī)?chǔ)存于超導(dǎo)線(xiàn)圈中）單元也正在運(yùn)行中，而小規(guī)模的飛輪已經(jīng)出現(xiàn)在定點(diǎn)后備系統(tǒng)中。
?。?）用戶(hù)管理方面。主要包括四個(gè)方面的研究工作：①智能表計(jì)，每時(shí)每刻對(duì)電能使用進(jìn)行數(shù)字化記錄，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上報(bào)；②智能建筑和設(shè)備，可在電網(wǎng)處于較大壓力下時(shí)主動(dòng)減少用電需求；③用戶(hù)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)將調(diào)節(jié)單放置于用戶(hù)側(cè)，將電壓調(diào)節(jié)至恰好能夠滿(mǎn)足需求的基本水平，在節(jié)省電能的同時(shí)延長(zhǎng)電器壽命；④用戶(hù)門(mén)戶(hù)，使得用戶(hù)可以通過(guò)其接入電力系統(tǒng)，從而能參與電力市場(chǎng)交易，提供反饋信息并采取行動(dòng)以響應(yīng)系統(tǒng)的變化。
2006年10月，美國(guó)圣迭戈（SanDiego）法學(xué)院能源策略研究中心在全美地區(qū)，完成了一項(xiàng)對(duì)智能電網(wǎng)概念進(jìn)行實(shí)踐的研究。在對(duì)圣迭戈地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行初步分析基礎(chǔ)上，研究實(shí)施智能電網(wǎng)技術(shù)的技術(shù)可行性及成本效益估算。圖中給出的是圣迭戈的智能電網(wǎng)研究步驟。
項(xiàng)目組分析了圣迭戈天然氣發(fā)電現(xiàn)狀、輸配電基礎(chǔ)設(shè)施、通信及相關(guān)的政策和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展，認(rèn)為隨著環(huán)保限制日益嚴(yán)格，該地區(qū)將會(huì)建立越來(lái)越多的私有發(fā)電系統(tǒng)，如光伏發(fā)電系統(tǒng)；對(duì)電網(wǎng)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求將顯著提高，必須進(jìn)行通信系統(tǒng)、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和技術(shù)、輸電導(dǎo)線(xiàn)制造技術(shù)的研究，并安裝新型的數(shù)據(jù)采集裝置。
在成本利潤(rùn)分析方面，項(xiàng)目組提出了13項(xiàng)改進(jìn)措施，并估計(jì)在20年后將給公共事業(yè)帶來(lái)14億美元的回報(bào)，而總投資額只需要4.90億美元。
2008年3月12日，美國(guó)科羅拉多州愛(ài)科塞爾能源公司（Xcel）宣布投資1億美元將科羅拉多州的Boulder市建成全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市（SmartGridCity）。
Boulder位于科羅拉多州首府丹佛西北40公里，是一個(gè)只有9萬(wàn)多人口的小城，面積65.7平方公里。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中在城市里建立了新的電能測(cè)量系統(tǒng)，不僅可以測(cè)量用電，還可以將信息實(shí)時(shí)、高速、雙向地與電網(wǎng)互聯(lián)；升級(jí)電網(wǎng)來(lái)支持獨(dú)立的發(fā)電和儲(chǔ)電設(shè)備接入，如家用太陽(yáng)能電池板、電池、風(fēng)力渦輪機(jī)和混合動(dòng)力車(chē)等設(shè)備；安裝了2萬(wàn)5千只新的智能電能表，方便用戶(hù)根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)合理安排電器使用。城市中很多交通工具使用電力能源，而風(fēng)能、水能和太陽(yáng)能等清潔能源發(fā)電也可以通過(guò)智能電網(wǎng)輸送；通過(guò)對(duì)變壓器的及時(shí)監(jiān)控，自建成到2009年9月，已經(jīng)成功避免了4次長(zhǎng)停電事故的發(fā)生。
除美國(guó)之外，還有德國(guó)、日本等其他國(guó)家亦在這方面有應(yīng)用。
德國(guó)制定了“E-Energy”計(jì)劃，總投資1億4千萬(wàn)歐元，2009年至2012年4年時(shí)間內(nèi)，在全國(guó)6個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行智能電網(wǎng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)。同時(shí)還進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電和電動(dòng)汽車(chē)實(shí)證實(shí)驗(yàn)，并對(duì)互聯(lián)網(wǎng)管理電力消費(fèi)進(jìn)行檢測(cè)。德國(guó)西門(mén)子、SAP及瑞士ABB等大企業(yè)均參與了這一計(jì)劃。
日本計(jì)劃在2030年全部普及智能電網(wǎng)，同時(shí)官民一體全力推動(dòng)在海外建設(shè)智能電網(wǎng)。在蓄電池領(lǐng)域，日本企業(yè)的全球市場(chǎng)占有率目標(biāo)是力爭(zhēng)達(dá)到50%，獲得約10萬(wàn)億日元的市場(chǎng)。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省已經(jīng)成立“關(guān)于下一代能源系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化研究會(huì)”，日美已確立在沖繩和夏威夷進(jìn)行智能電網(wǎng)共同實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目
2.國(guó)內(nèi)應(yīng)用。
中國(guó)的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的統(tǒng)一“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司計(jì)劃，智能電網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展分三個(gè)階段逐步推進(jìn)：2009年-2010年是規(guī)劃試點(diǎn)階段；2011年-2015年是全面建設(shè)階段；2016年-2020年是引領(lǐng)提升階段，將全面建成統(tǒng)一的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，技術(shù)和裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
一個(gè)目標(biāo)：國(guó)家電網(wǎng)公司在認(rèn)真分析世界電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)和中國(guó)國(guó)情基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合中國(guó)能源供應(yīng)的新形勢(shì)和用電服務(wù)的新需求，提出了立足自主創(chuàng)新，以統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)為原則，建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。
兩條主線(xiàn)，其中技術(shù)主線(xiàn)：體現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化；管理主線(xiàn)：體現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化。
三個(gè)階段，即2009-2010年，規(guī)劃試點(diǎn)階段：重點(diǎn)開(kāi)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，開(kāi)展各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作。2011-2015年，全面建設(shè)階段：加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。2016-2020年，引領(lǐng)提升階段：全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力大幅提升，清潔能源裝機(jī)比例達(dá)到35%，分布式電源實(shí)現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應(yīng)用。
四個(gè)體系，其中，電網(wǎng)基礎(chǔ)體系是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的物質(zhì)載體，是實(shí)現(xiàn)“堅(jiān)強(qiáng)”的重要基礎(chǔ)；技術(shù)支撐體系是先進(jìn)的通信、信息、控制等應(yīng)用技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)“智能”的技術(shù)保障；智能應(yīng)用體系是保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行，提供用戶(hù)增值服務(wù)的具體體現(xiàn)；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是指技術(shù)、管理方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以及試驗(yàn)、認(rèn)證、評(píng)估體系，是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的制度依據(jù)。
五個(gè)內(nèi)涵：堅(jiān)強(qiáng)可靠的實(shí)體電網(wǎng)架構(gòu)是中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展的物理基礎(chǔ)；經(jīng)濟(jì)高效是對(duì)中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展的基本要求；清潔環(huán)保是經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本訴求；透明開(kāi)放式中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展理念；友好互動(dòng)是中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的主要運(yùn)行特征。
六個(gè)環(huán)節(jié)：堅(jiān)持智能電網(wǎng)以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺(tái)為支撐、以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)。
國(guó)家電網(wǎng)制定的《堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》，明確了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)路線(xiàn)圖，是世界上首個(gè)用于引導(dǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的綱領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)。“十二五”期間，國(guó)家電網(wǎng)將投資5000億元，建成連接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網(wǎng)架和13回長(zhǎng)距離直流輸電工程，初步建成核心的世界一流的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。國(guó)家電網(wǎng)公司的規(guī)劃是，到2015年基本建成具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，形成以華北、華中、華東為受端，以西北、東北電網(wǎng)為送端的三大同步電網(wǎng)，使電網(wǎng)的資源配置能力、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。
二、“微電網(wǎng)”是用戶(hù)端智能化的重要體現(xiàn)
微網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念，是指多個(gè)分布式電源及其相關(guān)負(fù)載按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)，微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)在用戶(hù)端的重要存在形式。微電網(wǎng)既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。
是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。智能電網(wǎng)框架下的微電網(wǎng)主要特征是包含了分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換以及相關(guān)負(fù)荷監(jiān)控保護(hù)裝置等。
?。ㄒ唬┓植际诫娫?br />
1.分布式電源概述。
分布式電源裝置是指功率為數(shù)千瓦至50MW小型模塊式的、與環(huán)境兼容的獨(dú)立電源（包括光伏、風(fēng)電、水電）。這些電源由電力部門(mén)、電力用戶(hù)或第3方所有，用以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)和用戶(hù)特定的要求。
現(xiàn)階段我國(guó)的能源方式仍以集中供能系統(tǒng)為主，分布式能源的發(fā)展并不能取代傳統(tǒng)的能源供應(yīng)方式，將是集中供能系統(tǒng)的有益補(bǔ)充。因此，在我國(guó)可再生能源發(fā)電模式將是集中發(fā)電遠(yuǎn)距離輸電與分布式發(fā)電相結(jié)合的方式。截至2012年底，我國(guó)已并網(wǎng)投產(chǎn)的分布式電源1.56萬(wàn)個(gè)，裝機(jī)容量3436萬(wàn)kW，其中分布式水電2376萬(wàn)kW，世界第一；余熱、余壓、余氣資源綜合利用和生物質(zhì)發(fā)電近年來(lái)增長(zhǎng)迅速，裝機(jī)871萬(wàn)kW，分布式光伏是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，前景非?？捎^。
2.分布式發(fā)電接入對(duì)電網(wǎng)的影響。
為了鼓勵(lì)和規(guī)范分布式電源的發(fā)展，國(guó)網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)----《Q/GDW480-2010分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》于2010年8月2日發(fā)布并實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)適用于國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)以同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、變流器等形式接入35kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)的分布式電源接入電網(wǎng)應(yīng)滿(mǎn)足的技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)中明確了分布式電源接入系統(tǒng)的原則，規(guī)定了公共連接點(diǎn)處分布式電源并網(wǎng)容量限制；短路電流限制；并網(wǎng)推薦電壓等級(jí)等。且對(duì)功率控制和電壓調(diào)節(jié)也進(jìn)行了規(guī)定。
為了規(guī)范分布式電源的準(zhǔn)入條件，減小大規(guī)模分布式電源接入后對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)定了分布式電源接入電網(wǎng)應(yīng)遵循的基本原則：
（1）并網(wǎng)點(diǎn)的確定原則為電源并入電網(wǎng)后能有效輸送電力并且能確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
?。?）當(dāng)公共連接點(diǎn)處并入一個(gè)以上的電源時(shí)，應(yīng)總體考慮它們的影響。分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過(guò)上一級(jí)變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%。
（3）分布式電源并網(wǎng)點(diǎn)的短路電流與分布式電源額定電流之比不宜低于10。
（4）分布式電源接入電壓等級(jí)宜按照：200kW及以下分布式電源接入380V電壓等級(jí)電網(wǎng)；200kW以上分布式電源接入10kV（6kV）及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，分布式電源采用低一電壓等級(jí)接入優(yōu)于高一電壓等級(jí)接入時(shí)，可采用低一電壓等級(jí)接入。
分布式電源通常接入配電網(wǎng)（主要是不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)，為單電源輻射型供電網(wǎng)絡(luò)），由于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)并未考慮分布式電源的接入。在并入分布式電源后，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本變化，將從原來(lái)的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)變?yōu)殡p電源甚至多電源網(wǎng)絡(luò)。潮流不再單向地從變電站母線(xiàn)流向負(fù)荷。DG并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)配電網(wǎng)的影響主要有以下幾個(gè)方面：電網(wǎng)電壓及頻率；電能質(zhì)量；繼電保護(hù)裝置；配電網(wǎng)管理系統(tǒng)。
3.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的影響。
（1）對(duì)低壓電網(wǎng)原有繼電保護(hù)的影響。分布式電源接入電網(wǎng)將提供一定大小的短路電流，對(duì)低壓電網(wǎng)原有繼電保護(hù)整定有一定影響，分布式電源的接入應(yīng)充分考慮公共連接點(diǎn)的短路容量?？紤]分布式電源提供的短路電流后，原有繼電保護(hù)原則上無(wú)需更換，一般情況下只需修改相應(yīng)定值即可。如分布式電源提供的短路電流較大，可在原有繼電保護(hù)裝置上加裝方向元件即可解決誤動(dòng)的問(wèn)題。若由于分布式電源接入使得公共連接點(diǎn)允許的短路電流超過(guò)規(guī)定限值時(shí)，分布式電源需考慮增加限流阻抗。
分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生的影響有如下幾個(gè)方面：改變?cè)欣^電保護(hù)的保護(hù)范圍；原有繼電保護(hù)流過(guò)逆向短路電流時(shí)，由于無(wú)相應(yīng)的方向元件，可能誤動(dòng)；使得重合閘不成功；影響繼電器之間的配合關(guān)系；增加的短路電流可能超過(guò)斷路器的開(kāi)斷容量，造成設(shè)備損壞
?。?）對(duì)上一級(jí)電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響。為防止逆流對(duì)上一級(jí)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的影響，導(dǎo)致上一級(jí)電網(wǎng)需要在繼電保護(hù)設(shè)置等方面做出大范圍的調(diào)整，分布式電源所產(chǎn)生的電力電量盡量在本級(jí)配電區(qū)域內(nèi)平衡，為次國(guó)網(wǎng)公司特別規(guī)定了分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過(guò)上一級(jí)變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25％，避免了分布式電源向上一級(jí)電網(wǎng)倒送電力。該限值的取值主要根據(jù)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷峰谷差估算分布式電源所產(chǎn)生的電力能在本供電區(qū)域內(nèi)全部平衡掉，從而保證了分布式電源的輸出不會(huì)對(duì)上一級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行造成大的影響。
（3）分布式電源自身須配置繼電保護(hù)裝置。分布式電源應(yīng)配置繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，保護(hù)功能主要針對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行對(duì)電源提出保護(hù)設(shè)置要求確定，包括低壓和過(guò)壓、低頻和過(guò)頻、過(guò)流、短路和缺相、防孤島和恢復(fù)并網(wǎng)保護(hù)。分布式電源不能反向影響電網(wǎng)的安全，電源保護(hù)裝置的設(shè)置必須與電網(wǎng)側(cè)線(xiàn)路保護(hù)設(shè)置相配合，以達(dá)到安全保護(hù)的效果。
為了介紹分布式電源的繼電保護(hù)裝置，須特別介紹孤島的概念。孤島是這樣一種狀態(tài)，即一部分電網(wǎng)已經(jīng)從電氣上與電網(wǎng)的公共部分隔離，而同時(shí)這部分電網(wǎng)僅由一個(gè)或多個(gè)分布式電源在相應(yīng)的公共連接點(diǎn)處提供電源。孤島運(yùn)行的危害主要有以下三點(diǎn)：
第一，危及電網(wǎng)線(xiàn)路維護(hù)人員和用戶(hù)的生命安全。由于繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作使此部分電網(wǎng)與公共電網(wǎng)隔離開(kāi)，此時(shí)線(xiàn)路檢修人員可能誤認(rèn)為線(xiàn)路已無(wú)電而發(fā)生觸電事故，而實(shí)際上分布式電源仍在繼續(xù)向電網(wǎng)線(xiàn)路供電。
第二，干擾電網(wǎng)的正常重合閘。一般配電網(wǎng)所配保護(hù)均帶有自動(dòng)重合閘功能，如果在分布式電源未脫離電網(wǎng)之前重合，則會(huì)引起電弧重燃，造成重合失敗，影響電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行的時(shí)間。因此，目前分布式電源自身所帶保護(hù)必須與線(xiàn)路保護(hù)做好配合，即在重合閘動(dòng)作之前使DG脫離電網(wǎng)，避免影響電網(wǎng)的正常重合閘。
第三，孤島內(nèi)的電壓和頻率無(wú)保障，可能引起用戶(hù)設(shè)備損壞。孤島形成之后，由于規(guī)模較小，發(fā)電機(jī)出力和用戶(hù)負(fù)荷很難做到匹配，電壓調(diào)整能力也很可能不足，因此孤島內(nèi)的電壓和頻率基本處于失去控制狀態(tài)，極有可能導(dǎo)致用戶(hù)設(shè)備的損壞。
為此，須保證在電網(wǎng)線(xiàn)路跳開(kāi)后，由分布式電源所配繼電保護(hù)裝置檢測(cè)到異常的電壓和頻率后自動(dòng)跳開(kāi)與電網(wǎng)脫離。對(duì)于同步電機(jī)、異步電機(jī)類(lèi)型分布式電源，其運(yùn)行特性已經(jīng)使其不可能在孤島情況下運(yùn)行，無(wú)需再專(zhuān)門(mén)設(shè)置防孤島保護(hù)，電網(wǎng)失壓后的切除時(shí)間只需要與線(xiàn)路保護(hù)相配合即可保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；而變流器類(lèi)型分布式電源，受其運(yùn)行控制特性影響，孤島后有可能繼續(xù)向電網(wǎng)線(xiàn)路送電，必須設(shè)置專(zhuān)門(mén)的防孤島保護(hù)，以防止孤島運(yùn)行的出現(xiàn)，保證檢修人員的人身安全和設(shè)備的運(yùn)行安全，其防孤島保護(hù)需要與電網(wǎng)側(cè)線(xiàn)路保護(hù)相配合。變流器的防孤島控制有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，主動(dòng)防孤島保護(hù)方式主要有頻率偏離、有功功率變動(dòng)、無(wú)功功率變動(dòng)、電流脈沖注入引起阻抗變動(dòng)等判斷準(zhǔn)則；被動(dòng)防孤島保護(hù)方式主要有電壓相位跳動(dòng)、3次電壓諧波變動(dòng)、頻率變化率等判斷準(zhǔn)則。
?。ǘ﹥?chǔ)能是微電網(wǎng)的重要元素
儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)中必不可少的部分，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
微電網(wǎng)可被看作電網(wǎng)中的一個(gè)可控單元，它可以在數(shù)秒鐘內(nèi)反應(yīng)來(lái)滿(mǎn)足外部輸配電網(wǎng)絡(luò)的需求，增加本地可靠性，降低饋線(xiàn)損耗，保持本地電壓，保證電壓降的修正或者提供不間斷電源。
1.儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中的作用。
?。?）提供短時(shí)供電。微電網(wǎng)存在兩種典型的運(yùn)行模式：并網(wǎng)運(yùn)行模式和孤島運(yùn)行模式。在正常情況下，微電網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障或發(fā)生電能質(zhì)量事件時(shí)，微電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)獨(dú)立運(yùn)行。微電網(wǎng)在這兩種模式的轉(zhuǎn)換中，往往會(huì)有一定的功率缺額，在系統(tǒng)中安裝一定的儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存能量，就能保證在這兩種模式轉(zhuǎn)換下的平穩(wěn)過(guò)渡，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。在新能源發(fā)電中，由于外界條件的變化，會(huì)導(dǎo)致經(jīng)常沒(méi)有電能輸出（光伏發(fā)電的夜間、風(fēng)力發(fā)電無(wú)風(fēng)等），這時(shí)就需要儲(chǔ)能系統(tǒng)向系統(tǒng)中的用戶(hù)持續(xù)供電。
?。?）電力調(diào)峰。由于微電網(wǎng)中存在大量的分布式電源，其負(fù)荷量不可能始終保持不變，并隨著天氣的變化等情況發(fā)生波動(dòng)。另外一般微電網(wǎng)的規(guī)模較小，系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力較差，電網(wǎng)及負(fù)荷的波動(dòng)就會(huì)對(duì)微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成十分嚴(yán)重的影響。為了調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的峰值負(fù)荷，就必須使用調(diào)峰電廠來(lái)解決，但是現(xiàn)階段主要運(yùn)行的調(diào)峰電廠，運(yùn)行昂貴，實(shí)現(xiàn)困難。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，它可以在負(fù)荷低落時(shí)儲(chǔ)存電源的多余電能，而在負(fù)荷高峰時(shí)回饋給微電網(wǎng)以調(diào)節(jié)功率需求。儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)必要的能量緩沖環(huán)節(jié)，其作用越來(lái)越重要。它不僅避免了為滿(mǎn)足峰值負(fù)荷而安裝的發(fā)電機(jī)組，同時(shí)充分利用了負(fù)荷低谷時(shí)機(jī)組的發(fā)電，避免浪費(fèi)。
?。?）改善微電網(wǎng)電能質(zhì)量。近年來(lái)人們對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題日益關(guān)注，國(guó)內(nèi)外都做了大量的研究。微電網(wǎng)要作為一個(gè)微源與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，必須達(dá)到電網(wǎng)對(duì)功率因數(shù)、電流諧波畸變率、電壓閃變以及電壓不對(duì)稱(chēng)的要求。此外，微電網(wǎng)必須滿(mǎn)足自身負(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量的要求，保證供電電壓、頻率、停電次數(shù)都在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于微電網(wǎng)電能質(zhì)量的提高起著十分重要的作用，通過(guò)對(duì)微電網(wǎng)并網(wǎng)逆變器的控制，就可以調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)向電網(wǎng)和負(fù)荷提供有功和無(wú)功，達(dá)到提高電能質(zhì)量的目的。對(duì)于微電網(wǎng)中的光伏或者風(fēng)電等微電源，外在條件的變化會(huì)導(dǎo)致輸出功率的變化從而引起電能質(zhì)量的下降。如果將這類(lèi)微電源與儲(chǔ)能裝置結(jié)合，就可以很好地解決電壓驟降、電壓跌落等電能質(zhì)量問(wèn)題。在微電網(wǎng)的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，針對(duì)系統(tǒng)故障引發(fā)的瞬時(shí)停電、電壓驟升、電壓驟降等問(wèn)題，此時(shí)利用儲(chǔ)能裝置提供快速功率緩沖，吸收或補(bǔ)充電能，提供有功功率支撐，進(jìn)行有功或無(wú)功補(bǔ)償，以穩(wěn)定、平滑電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)解決諸如電壓驟降等電能質(zhì)量問(wèn)題。當(dāng)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)相當(dāng)于一個(gè)有源電力濾波器，能夠補(bǔ)償諧波電流和負(fù)載尖峰；當(dāng)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)斷開(kāi)孤島運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠很好地保持電壓穩(wěn)定。
?。?）提升微電源性能。多數(shù)可再生能源諸如太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等，由于其能量本身具有不均勻性和不可控性，輸出的電能可能隨時(shí)發(fā)生變化。當(dāng)外界的光照、溫度、風(fēng)力等發(fā)生變化時(shí)，微源相應(yīng)的輸出能量就會(huì)發(fā)生變化，這就決定了系統(tǒng)需要一定的中間裝置來(lái)儲(chǔ)存能量。如太陽(yáng)能發(fā)電的夜間，風(fēng)力發(fā)電在無(wú)風(fēng)的情況下，或者其他類(lèi)型的微電源正處于維修期間，這時(shí)系統(tǒng)中的儲(chǔ)能就能起過(guò)渡作用，其儲(chǔ)能的多少主要取決于負(fù)荷需求。
2.微電網(wǎng)中主要儲(chǔ)能方式比較。
鑒于微電網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和儲(chǔ)能的作用，對(duì)儲(chǔ)能裝置的性能特點(diǎn)具有較為獨(dú)特的要求。概括起來(lái)包括：能量密度大，能夠以較小的體積重量提供較大的能量；功率密度大，能夠提供系統(tǒng)功率突變時(shí)所需的補(bǔ)償功率，具有較快的響應(yīng)速度；儲(chǔ)能效率高；高低溫性能好，能夠適應(yīng)一些特殊環(huán)境；以及環(huán)境友好等?，F(xiàn)階段微電網(wǎng)中可利用的儲(chǔ)能裝置很多，主要包括蓄電池儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等。
?。?）蓄電池儲(chǔ)能。蓄電池儲(chǔ)能是目前微電網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛、最有前途的儲(chǔ)能方式之一。蓄電池儲(chǔ)能可以解決系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)的電能需求，也可用蓄電池儲(chǔ)能來(lái)協(xié)助無(wú)功補(bǔ)償裝置，有利于抑制電壓波動(dòng)和閃變。然而蓄電池的充電電壓不能太高，要求充電器具有穩(wěn)壓和限壓功能。蓄電池的充電電流不能過(guò)大，要求充電器具有穩(wěn)流和限流功能，所以它的充電回路也比較復(fù)雜。另外充電時(shí)間長(zhǎng)，充放電次數(shù)僅數(shù)百次，因此限制了使用壽命，維修費(fèi)用高。如果過(guò)度充電或短路容易爆炸，不如其他儲(chǔ)能方式安全。由于在蓄電池中使用了鉛等有害金屬，所以其還會(huì)造成環(huán)境污染。蓄電池的效率一般在60%-80%之間，取決于使用的周期和電化學(xué)性質(zhì)。
目前，按照其使用不同的化學(xué)物質(zhì)，可以將蓄電池儲(chǔ)能分為以下幾種方式：1）鉛酸蓄電池，盡管鉛酸蓄電池還有不少缺點(diǎn)，但是目前能夠商業(yè)化運(yùn)用的主要還是鉛酸蓄電池，它具有幾個(gè)比較顯著的優(yōu)點(diǎn)：成本低廉，原材料豐富，制造技術(shù)成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。但是鉛酸蓄電池體積較大，特性受環(huán)境溫度影響比較明顯。2）鋰離子電池，鋰離子電池是近年來(lái)興起的新型高能量二次電池，由日本的索尼公司在1992年率先推出。其工作電壓高、體積小、儲(chǔ)能密度高（300～400kWh/m3）、無(wú)污染、循環(huán)壽命長(zhǎng)。但是鋰離子電池要想大規(guī)模生產(chǎn)還有一定難度，因?yàn)樗厥獾陌b和內(nèi)部的過(guò)充電保護(hù)電路造成了鋰離子電池的高成本。3）其他電池，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來(lái)鈉硫電池和液流釩電池的研究取得突破性進(jìn)展。這兩種電池具有高能量效率、無(wú)放電現(xiàn)象、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)良特性，在國(guó)外一些微電網(wǎng)研究系統(tǒng)中得到運(yùn)用[9]。但是，由于價(jià)格原因，在微電網(wǎng)中的大規(guī)模運(yùn)用還有待時(shí)日。
?。?）超導(dǎo)儲(chǔ)能。超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)（SMES）利用由超導(dǎo)體制成的線(xiàn)圈，將電網(wǎng)供電勵(lì)磁產(chǎn)生的磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在需要時(shí)再將儲(chǔ)存的能量送回電網(wǎng)或直接給負(fù)荷供電。SMES與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，由于可以長(zhǎng)期無(wú)損耗儲(chǔ)存能量，能量返回效率很高；并且能量的釋放速度快，通常只需幾秒鐘，因此采用SMES可使電網(wǎng)電壓、頻率、有功和無(wú)功功率容易調(diào)節(jié)。但是，超導(dǎo)體由于價(jià)格太高，造成了一次性投資太大。隨著高溫超導(dǎo)和電力電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，在20世紀(jì)90年代已被應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)。SMES快速的功率吞吐能力和較為靈活的四象限調(diào)節(jié)能力，使得它可以有效地跟蹤電氣量的波動(dòng)，提高系統(tǒng)的阻尼。提出使用超導(dǎo)儲(chǔ)能單元使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電壓和頻率穩(wěn)定，SMES單元接于異步發(fā)電機(jī)的母線(xiàn)上，SMES的有功控制器采用異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速偏差量作為控制信號(hào)。利用超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)使光伏系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性增加，并能提高吸收和釋放有功、無(wú)功的速率。
?。?）飛輪儲(chǔ)能。飛輪儲(chǔ)能技術(shù)是一種機(jī)械儲(chǔ)能方式。早在20世紀(jì)50年代就有人提出利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪來(lái)儲(chǔ)存能量，并應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的構(gòu)想。但是直到80年代，隨著磁懸浮技術(shù)、高強(qiáng)度碳素纖維和現(xiàn)代電力電子技術(shù)的新進(jìn)展，使得飛輪儲(chǔ)能才真正得到應(yīng)用。
飛輪儲(chǔ)能具有效率高、建設(shè)周期短、壽命長(zhǎng)、高儲(chǔ)能量等優(yōu)點(diǎn)，并且充電快捷，充放電次數(shù)無(wú)限，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。但是，飛輪儲(chǔ)能的維護(hù)費(fèi)用相對(duì)其他儲(chǔ)能方式要昂貴得多。國(guó)內(nèi)外對(duì)其在微電網(wǎng)中的運(yùn)用做了不少研究。提到利用飛輪儲(chǔ)能解決微電網(wǎng)穩(wěn)定性的問(wèn)題，建立了微網(wǎng)中的飛輪儲(chǔ)能模型，并利用PQ控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用靜止無(wú)功補(bǔ)償器與飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合，以減小風(fēng)電引起的電能質(zhì)量問(wèn)題，文中建立了系統(tǒng)的模型，并取得了很好的效果。
?。?）超級(jí)電容器儲(chǔ)能。超級(jí)電容器是由特殊材料制作的多孔介質(zhì)，與普通電容器相比，它具有更高的介電常數(shù)，更大的耐壓能力和更大的存儲(chǔ)容量，又保持了傳統(tǒng)電容器釋放能量快的特點(diǎn)，逐漸在儲(chǔ)能領(lǐng)域中被接受。根據(jù)儲(chǔ)能原理的不同，可以把超級(jí)電容器分為雙電層電容器和電化學(xué)電容器。超級(jí)電容器與蓄電池比較具有功率密度大、充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電效率高、充放電速率快、高低溫性能好、能量?jī)?chǔ)存壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。與飛輪儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能相比，它在工作過(guò)程中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)工作極少，相應(yīng)的可靠性非常高。這樣的特點(diǎn)使得它在應(yīng)用于微電網(wǎng)中有一定優(yōu)勢(shì)。在邊遠(yuǎn)的缺電地區(qū)，太陽(yáng)能和風(fēng)能是最方便的能源，作為這兩種電能的儲(chǔ)能系統(tǒng)，蓄電池有使用壽命短、有污染的弱點(diǎn)，超導(dǎo)儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能成本太高，超級(jí)電容器成為較
?。ㄈ╇妱?dòng)汽車(chē)入網(wǎng)（V2G）
1.新能源汽車(chē)。
新能源汽車(chē)是指除汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之外所有其它能源汽車(chē)。包括燃料電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、氫能源動(dòng)力汽車(chē)和太陽(yáng)能汽車(chē)等。與傳統(tǒng)燃油車(chē)輛在使用過(guò)程中產(chǎn)生了大量的有害廢氣相比，新能源汽車(chē)不僅廢氣排放量比較低，還可以大大減少對(duì)不可再生石油資源的依賴(lài)。
新能源汽車(chē)的發(fā)展，不僅符合低碳出行的概念，也對(duì)國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)能源戰(zhàn)略發(fā)展起到巨大的作用。國(guó)家為鼓勵(lì)新能源汽車(chē)的發(fā)展，在“十二五”規(guī)劃中明確對(duì)整車(chē)和零部件方面提出發(fā)展目標(biāo)。
2.電動(dòng)汽車(chē)入網(wǎng)（V2G）技術(shù)研究及其應(yīng)用。
新能源汽車(chē)入網(wǎng)（V2G）描述的是一種未來(lái)電網(wǎng)技術(shù)，電動(dòng)汽車(chē)不僅作為電力消費(fèi)體，同時(shí)也能在不使用的時(shí)候?yàn)殡娋W(wǎng)提供電力，電動(dòng)汽車(chē)兼顧了電網(wǎng)儲(chǔ)能的功能。
由于大部分汽車(chē)95%的時(shí)間都是處于停止?fàn)顟B(tài)，他們的電池接入電網(wǎng)，可以作為儲(chǔ)能和供能系統(tǒng)。據(jù)美國(guó)研究測(cè)算，每臺(tái)汽車(chē)每年可以為電力系統(tǒng)創(chuàng)造高達(dá)4000美元的價(jià)值。
V2G技術(shù)體現(xiàn)的是能量雙向、實(shí)時(shí)、可控、高速地在車(chē)輛和電網(wǎng)之間流動(dòng)，充放電控制裝置既有與電網(wǎng)的交互，又有與車(chē)輛的交互，交互的內(nèi)容包括能量轉(zhuǎn)換、客戶(hù)需求信息、電網(wǎng)狀態(tài)、車(chē)輛信息、計(jì)量計(jì)費(fèi)信息等。V2G技術(shù)是一項(xiàng)較為前瞻的科技，從結(jié)構(gòu)框架上大致分為4個(gè)層面：電網(wǎng)層、站控層、智能充放電裝置層和車(chē)輛層，通過(guò)系統(tǒng)的工作原理實(shí)現(xiàn)電能在電網(wǎng)和車(chē)輛之間雙向流動(dòng)的雙向智能控制裝置與參與V2G技術(shù)的車(chē)輛連接后，將連接車(chē)輛可充放電的實(shí)時(shí)容量、充電狀態(tài)等受控信息提供給后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)。后臺(tái)管理系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度指令，下方充放電指令，對(duì)所管轄范圍內(nèi)雙向智能控制裝置進(jìn)行充放電控制管理并反饋相關(guān)信息。
應(yīng)用V2G技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)，電動(dòng)汽車(chē)電池的充放電將被統(tǒng)一部署，根據(jù)既定的充放電策略，電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)、電網(wǎng)企業(yè)和汽車(chē)企業(yè)將獲得共贏。例如，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)而言，可以在低電價(jià)時(shí)給車(chē)輛充電，在高電價(jià)時(shí)，將電動(dòng)汽車(chē)出儲(chǔ)存能量出售給電網(wǎng)公司，獲得現(xiàn)金補(bǔ)貼，降低電動(dòng)汽車(chē)的使用成本；對(duì)電網(wǎng)公司而言，不但可以減少因電動(dòng)汽車(chē)大力發(fā)展而帶來(lái)的用電壓力，延緩電網(wǎng)建設(shè)投資，而且可將電動(dòng)汽車(chē)作為儲(chǔ)能裝置，用于調(diào)控負(fù)荷，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性。
要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)入網(wǎng)調(diào)峰，還需要依賴(lài)動(dòng)力電池技術(shù)的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè)。
3.電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展與智能電網(wǎng)互惠互利。
第一，智能電網(wǎng)為電動(dòng)車(chē)入網(wǎng)打造平臺(tái)。建立完善的智能電網(wǎng)，不僅可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)有序充電，還可以降低電動(dòng)汽車(chē)供充電基礎(chǔ)設(shè)施投入，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展起到積極作用。
第二，電動(dòng)汽車(chē)成為電網(wǎng)分布式儲(chǔ)能單元。相較于風(fēng)能及太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電功率波動(dòng)性大來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池具有存儲(chǔ)電能的特性，可以有效平抑功率波動(dòng)，提高電網(wǎng)接納可再生能源發(fā)電的能力?？梢岳闷?chē)進(jìn)行“削峰填谷”，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
?。ㄋ模┪⒕W(wǎng)效應(yīng)
微網(wǎng)發(fā)電作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，可以使用戶(hù)主動(dòng)調(diào)節(jié)用電和繳費(fèi)模式，例如在北京，已開(kāi)始進(jìn)行“智能小區(qū)”的試點(diǎn)家庭，可以在電價(jià)較高的時(shí)段，自動(dòng)關(guān)閉某些用不著的耗電電器，而在電價(jià)較低的時(shí)段，自動(dòng)選擇開(kāi)啟耗電電器，以達(dá)到省電的目的。
微網(wǎng)發(fā)電在具備良好光照條件和風(fēng)能資源的地區(qū)，可以構(gòu)建一個(gè)“風(fēng)光互補(bǔ)”的微型發(fā)電網(wǎng)絡(luò)，白天多利用太陽(yáng)能作為生活用電，夜間則可以使用風(fēng)電。多余的電力可以適個(gè)人需要向電網(wǎng)售賣(mài)，很大程度上緩解了居民用電的壓力和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。
微電網(wǎng)是大電網(wǎng)的有利補(bǔ)充，通過(guò)發(fā)展微電網(wǎng)可以經(jīng)濟(jì)有效地解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電，避免單一供電模式造成的地區(qū)電網(wǎng)薄弱和大面積停電事故，提高供電系統(tǒng)的安全性、靈活性和可靠性；可以延緩電網(wǎng)投資，有效減少電能的遠(yuǎn)距離傳輸、多級(jí)變送的損耗，有利于建設(shè)節(jié)約型社會(huì)；可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；可以促進(jìn)電力市場(chǎng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)利益主體多元化；可以提高供電可靠性和電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)為不同要求的電力用戶(hù)提供不同的電能質(zhì)量，即：定制電力，有利于提高供電企業(yè)的服務(wù)水平。
三、結(jié)論：未來(lái)電網(wǎng)將引領(lǐng)“智能、綠色”生活
智能電網(wǎng)建設(shè)和新能源技術(shù)革命將全方位地重新定義人類(lèi)新生活，通過(guò)電網(wǎng)技術(shù)和先進(jìn)的通訊手段將世界系統(tǒng)的連接在一起。其中比較突出的幾個(gè)特點(diǎn)有：
1.智能電網(wǎng)和“社區(qū)微網(wǎng)”打造全新生活模式，智能電網(wǎng)的建設(shè)為國(guó)家發(fā)展提供了高效穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的用電模式，通過(guò)電力價(jià)格調(diào)整用電需求；“社區(qū)微網(wǎng)”概念的提出，使得居民可以自主的對(duì)用電情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，自主發(fā)電、用電和賣(mài)電，也為其他新能源設(shè)備的使用提供電力保障。
2.分布式電源最大化資源效能，通過(guò)對(duì)光伏分布式發(fā)電和風(fēng)能分布式發(fā)電等分布式電源有效地利用閑置資源（例如：光照充足地閑置屋頂），為用電系統(tǒng)提供穩(wěn)定和充足的電力資源。
3.改變傳統(tǒng)發(fā)電和儲(chǔ)能方式，大力開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)改善居民生活、穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到巨大的作用。新能源汽車(chē)入網(wǎng)（V2G）的運(yùn)用，將可移動(dòng)的汽車(chē)作為用電和儲(chǔ)能單位，根據(jù)既定的充放電策略和電網(wǎng)負(fù)荷信息，下發(fā)充放電指令調(diào)控負(fù)荷，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性。
相信在不久的將來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、電網(wǎng)基礎(chǔ)、儲(chǔ)能技術(shù)和分布式發(fā)電等技術(shù)的改革，我們將迎來(lái)一次顛覆性的變革，開(kāi)創(chuàng)智能化的新生活。
四、重點(diǎn)推薦公司
智能電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的投資標(biāo)的很多，包括特高壓輸電/直流輸電受益?zhèn)€股平高電氣、許繼電氣、中國(guó)西電等，電網(wǎng)智能化個(gè)股國(guó)電南瑞、許繼電氣、四方股份等，微電網(wǎng)/儲(chǔ)能受益?zhèn)€股許繼電氣、國(guó)電南瑞、陽(yáng)光電源、比亞迪、江蘇國(guó)泰、新宙邦等。我們重點(diǎn)推薦個(gè)股如下：
?。ㄒ唬┰S繼電氣（000400）：直流輸電、變電/配電自動(dòng)化、微電網(wǎng)解決方案
許繼電氣未來(lái)將保持較高的復(fù)合增速，主要推動(dòng)因素包括配電自動(dòng)化啟動(dòng)范圍的擴(kuò)大、分布式新能源發(fā)電的接入、跨區(qū)域直流輸電的建設(shè)。
配電自動(dòng)化方面，控股之公司珠海許繼擁有最完善的解決方案和最成熟的試點(diǎn)案例，并且，其對(duì)上市公司的業(yè)績(jī)貢獻(xiàn)度在100%左右，其增長(zhǎng)為上市公司帶來(lái)非常大的業(yè)績(jī)彈性。
分布式新能源發(fā)電的大發(fā)展，將為許繼電氣創(chuàng)造用武之地，其不僅擁有母線(xiàn)保護(hù)，而且能夠提供完善的一二次設(shè)備解決方案，將受益于微電網(wǎng)工程的井噴。
跨區(qū)域直流輸電是減少華東、華北地區(qū)電廠粉塵污染的有效途徑，未來(lái)前景十分確定。
我們預(yù)測(cè)公司2013年每股收益1.05元，維持“買(mǎi)入”評(píng)級(jí)。
?。ǘ┢礁唠姎猓?00312）：特高壓輸電實(shí)現(xiàn)電能跨區(qū)域調(diào)配
近期以來(lái)整個(gè)華東、華北地區(qū)的霧霾天氣凸顯了大氣污染的嚴(yán)重性，而霧霾的來(lái)源有相當(dāng)部分是火電廠排放?？鐓^(qū)域送電將是解決電廠大氣污染的有效辦法，直流輸電、特高壓交流輸電將成為必然的選擇，平高電氣將是后者的最大受益者，組合電器開(kāi)關(guān)市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)能夠維持在40%左右。
2013年預(yù)計(jì)浙北-福州，淮南-南京-上海，雅安-武漢項(xiàng)目預(yù)計(jì)將開(kāi)工和進(jìn)行主設(shè)備招標(biāo)，為GIS行業(yè)帶來(lái)接近百億的訂單。
公司天津中壓項(xiàng)目進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)下半年開(kāi)始參與招標(biāo)，2014年形成10個(gè)億左右的訂單。
我們預(yù)計(jì)平高電氣2013年每股收益分別為0.40元，給予“買(mǎi)入”評(píng)級(jí)。
?。ㄈ╆?yáng)光電源（300274）：光伏并網(wǎng)逆變器龍頭
陽(yáng)光電源是我國(guó)光伏逆變器的絕對(duì)龍頭，市場(chǎng)份額超過(guò)30%，擁有業(yè)內(nèi)最好的口碑，將受益于分布式/大規(guī)模并網(wǎng)光伏電站的建設(shè)。
陽(yáng)光電源今年將迎來(lái)毛利率的拐點(diǎn)，主要源自于成本的持續(xù)下降，據(jù)我們測(cè)算，公司光伏逆變器單位成本2010-2012年分別下降了30%、31%和16%，成本的下降源自于設(shè)計(jì)的優(yōu)化以及原材料價(jià)格的下降，這一趨勢(shì)將持續(xù)。我們預(yù)期公司產(chǎn)品的出貨價(jià)格今年降幅將顯著縮小，趨勢(shì)將基本同步光伏組件。
陽(yáng)光電源將迎來(lái)業(yè)績(jī)的拐點(diǎn)，公司已經(jīng)出臺(tái)股權(quán)激勵(lì)草案，2013-2015年扣非后凈利潤(rùn)將分別達(dá)到9900萬(wàn)元、10890萬(wàn)元和11880萬(wàn)元。公司的非經(jīng)常性收益具有持續(xù)性，主要來(lái)自于分期確認(rèn)的政府補(bǔ)助和利息收入。我們預(yù)測(cè)公司2013、2014年每股收益分別為0.52元和074元，“買(mǎi)入”評(píng)級(jí)。
燃?xì)廨啓C(jī) 由壓縮機(jī)、燃燒室和渦輪發(fā)電機(jī)組組成。燃?xì)廨啓C(jī)是將燃料燃燒時(shí)釋放出來(lái)的熱量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能，再轉(zhuǎn)化為電能輸出以供應(yīng)用。 每MW的輸出成本較低，效率高，單機(jī)容量大，安裝迅速，只需幾個(gè)月時(shí)間，排放污染小，啟動(dòng)快，運(yùn)行成本低，壽命周期較長(zhǎng)。
內(nèi)燃機(jī) 將燃料與壓縮空氣混合，點(diǎn)火燃燒，使其推動(dòng)活塞做功，通過(guò)氣缸連桿和曲軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 由于較低的初期投資，在容量低于5MW的發(fā)電系統(tǒng)中，柴油發(fā)電機(jī)占據(jù)了主導(dǎo)地位。然而隨著對(duì)排氣越來(lái)越嚴(yán)格的要求，天然氣內(nèi)燃機(jī)市場(chǎng)占有量也在穩(wěn)步提升，其性能也在逐步提高。在效率方面，在相同排量和轉(zhuǎn)速的條件下，柴油發(fā)電機(jī)有較高的壓縮比，因而具有更高的發(fā)電效率。天然氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組對(duì)瞬時(shí)負(fù)荷的反應(yīng)能力較差，卻能夠較好的對(duì)恒定負(fù)荷供電。
微燃機(jī) 微燃機(jī)是指發(fā)電功率在幾百千瓦以?xún)?nèi)的（通常為100kW～200kW以下），以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的小功率燃?xì)廨啓C(jī)。微燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)由燃料系統(tǒng)，渦輪發(fā)電系統(tǒng)和電力電子控制系統(tǒng)組成。 可長(zhǎng)時(shí)間工作，且僅需很少的維護(hù)量，也可作為備用調(diào)峰以及用于廢熱發(fā)電裝置。另外，微燃機(jī)體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，發(fā)電效率高，燃料適應(yīng)性強(qiáng)，低燃料消耗率，噪音低、振動(dòng)小，環(huán)保性好，使用靈活，啟動(dòng)快，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電 將太陽(yáng)光輻射能通過(guò)光伏效應(yīng)、經(jīng)太陽(yáng)能電池直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電技術(shù)，它向負(fù)載直接提供直流電或經(jīng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)變成交流電供人們使用。 由于光伏發(fā)電受日照強(qiáng)度等因素影響較大，發(fā)電量不穩(wěn)定，上網(wǎng)存在一定的困難。
生物質(zhì)發(fā)電 裝置主要包括：①將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能源的裝置。如垃圾焚燒電站的轉(zhuǎn)換裝置為焚燒爐，沼氣發(fā)電站的轉(zhuǎn)換裝置為沼氣池或發(fā)酵罐。②原動(dòng)機(jī)。如垃圾焚燒電站用汽輪機(jī)，沼氣電站用內(nèi)燃機(jī)等。 ③發(fā)電機(jī)。 ④其他附屬設(shè)備。 由于生物質(zhì)資源比較分散，不易收集，能源密度低，因此所用發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量一般也較小，比較適合作為小規(guī)模的分布式發(fā)電。
徐超
中信建投
執(zhí)業(yè)證書(shū)編號(hào)：S1440511080002
