中國能源報(bào)：作為“863”計(jì)劃項(xiàng)目“微型電網(wǎng)的并網(wǎng)、控制和保護(hù)技術(shù)”的課題組長，請(qǐng)您談?wù)勈澜绺鲊鴮?duì)微型電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀。目前國內(nèi)的研究進(jìn)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(jì)將來在歐洲、尤其像丹麥和德國這樣的國家會(huì)率先突破；美國的步伐稍微慢些，它對(duì)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(yàn)系統(tǒng)了。我國研究微型電網(wǎng)的進(jìn)度稍微落后一點(diǎn)。國家科技部安排了兩個(gè)“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(shí)獨(dú)立承擔(dān)了一項(xiàng)微網(wǎng)接入控制的“863”探索研究項(xiàng)目。這兩個(gè)示范項(xiàng)目是2007年底立項(xiàng)、2008年開始建設(shè)的，其中南方電網(wǎng)的進(jìn)度稍微快些。
中國能源報(bào)：歐美等西方發(fā)達(dá)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(lì)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(jī)等。但這中間有個(gè)問題，即分布式電源多了之后會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行形成擾動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行和電能質(zhì)量都會(huì)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(gè)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(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響，同時(shí)優(yōu)化電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(shí)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(gè)問題，提高電網(wǎng)公司的資產(chǎn)利用率。所以從這兩個(gè)方面來講，研究和發(fā)展微型電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)公司也具有積極的經(jīng)濟(jì)效益。
中國能源報(bào)：考慮到我國的能源分布特點(diǎn)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(yùn)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(duì)微型電網(wǎng)的研究步伐。當(dāng)時(shí)國家批準(zhǔn)立項(xiàng)應(yīng)有這方面的考慮，一旦大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)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(jī)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(fèi)掉了。微型電網(wǎng)的能源利用效率較高，尤其像燃?xì)廨啓C(jī)的熱能利益效率可以達(dá)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(lì)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(yùn)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(jī)發(fā)電，也正在進(jìn)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(bào)：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(jī)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(yùn)行，形成一個(gè)大型電網(wǎng)與小型發(fā)電設(shè)備聯(lián)合運(yùn)行的系統(tǒng)。從某種意義上來說，當(dāng)分布式電源達(dá)到一定比例時(shí)，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(gè)方面研究、探討和試點(diǎn)實(shí)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(duì)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(shí)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(yùn)行時(shí)對(duì)大電網(wǎng)的影響，做到自我平衡運(yùn)行和互為補(bǔ)充。也就是說既需和用戶互動(dòng)，也需和大電網(wǎng)實(shí)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(bào)：目前研究微型電網(wǎng)技術(shù)主要集中在哪幾個(gè)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(yùn)行需要有完善的監(jiān)控技術(shù)，因?yàn)樵谖⑿碗娋W(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(shí)要實(shí)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(yùn)行狀態(tài)，并且能夠在需要時(shí)作大電網(wǎng)的能源補(bǔ)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(yùn)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(jī)應(yīng)接入到什么電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，微型電網(wǎng)形成之后應(yīng)該并網(wǎng)運(yùn)行還是獨(dú)網(wǎng)運(yùn)行，兩種運(yùn)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(huì)）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(chǔ)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(hù)和計(jì)量裝置。除研發(fā)外，這些裝置的采用還要考慮價(jià)格因素，因?yàn)樵谖磥泶竺娣e地實(shí)施微型電網(wǎng)，由于點(diǎn)多面廣，無論是監(jiān)控、保護(hù)或計(jì)量裝置，價(jià)格都應(yīng)該控制在合理范圍內(nèi)。
中國能源報(bào)：從您講的技術(shù)特征來看，通信顯然是一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)，那么應(yīng)該如何做到這一點(diǎn)？
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(gè)方面。將來配電網(wǎng)可能會(huì)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(jìn)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(shí)可以不用停電或少停電，比較適用于10千伏電壓等級(jí)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(jià)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(yùn)營成本。
中國能源報(bào)：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(dòng)參與建設(shè)，并逐步聯(lián)入電網(wǎng)，電網(wǎng)公司要對(duì)分布式電源的接入進(jìn)行規(guī)范、管理和監(jiān)控。因此政府需要參與其中進(jìn)行各方的協(xié)調(diào)，調(diào)動(dòng)各方的積極性，出臺(tái)相應(yīng)的電價(jià)政策和其他一些政策進(jìn)行刺激和鼓勵(lì)。
從需求來看，沿海尤其是江浙一帶，由于國家通過補(bǔ)助建設(shè)資金鼓勵(lì)太陽能發(fā)電，用戶有大量的太陽能發(fā)電項(xiàng)目上馬。事實(shí)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(jià)應(yīng)該怎么計(jì)算？電網(wǎng)給用戶送電時(shí)電價(jià)怎么計(jì)算？這就需要有充分調(diào)動(dòng)各方積極性的政策，包括分時(shí)電價(jià)或峰谷電價(jià)，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(jì)劃項(xiàng)目“微型電網(wǎng)的并網(wǎng)、控制和保護(hù)技術(shù)”課題負(fù)責(zé)人。
