1 新能源微電網

1.1 新能源微電網的含義

以能源多元化、清潔化為方向，以優化能源結構、推進能源戰略轉型為目標，以清潔 能源和智能電網為特徵的新一輪能源革命正在推進。隨著可再生能源滲透率的日益提高， 可再生能源存在併網難、消納難、長距離傳輸能效低、損耗大、設備利用率低、系統增容 投資邊際效率差等挑戰越來越大。傳統能源電力行業多年形成的高度壟斷技術構架體系， 管理體系，現有系統體系和結構不適應高滲透率的可再生能源及分散式能源的接入。很有 必要研究新能源微電網技術的研究與示範。新能源微電網是利用風、光、生物質、天然氣 等多中可再生能源，通過能量存儲和優化配置實現本地能源生產與用能負荷基本平衡，通 過冷、熱、電等多能融合，實現可再生能源的充分消納，構建智慧型能源綜合利用區域網。 新能源微電網利用互聯網思維和手段，構建新型區域能源生態系統，提高可再生能源比重， 轉變能源結構，提高能源綜合利用效率，提升大眾參與程度，提升能源綜合價值，轉變經 濟增長方式，帶動產業升級。

新能源微電網具有併網和獨立兩種運行模式。聯網型新能源微電網一般與配電網併網 運行，互為支撐，實現能量的雙向交換。對電網來說，可以作為可控負荷來進行管理。在 外部電網故障情況下，可轉為獨立運行模式。通過採取先進的控制策略和控制手段，可保 證新能源微電網內高可靠的能源供供給。也可以實現兩種運行模式的無縫切換。獨立型新 能源微電網不和常規電網相連接，利用自身的分散式能源滿足微網內負荷的需求。當網內 存在可再生分散式能源時，常常需要配置儲能系統以保持能源與負荷間的功率平衡，並充 分利用可再生能源，更加適合在海島、邊遠地區等地為用戶供能。

1.2 新能源微電網的基本理念

新能源微電網是在新理念下的構建的綜合能源系統。其基本理念如下：①一個多重融 合：能源系統與信息系統的有機融合；分散式能源、可再生能源與大系統能源的融合等。② 兩個提高：提高資產效率；提高能源生產效率。③三個平衡：源—源之間的協調平衡，即 多種一次能源、二次能源、分散式能源及可再生能源等與大系統能源跨時空平衡；荷—荷 之間的協調平衡，即可控負荷、隨機負荷、熱負荷、電負荷等的時空平衡；源—網—荷之 間基於負荷側的協調平衡。④四個基本約束：可靠性保證的約束；經濟性的約束；環境保 護的約束；可持續發展的約束。⑤五個基本要素：源、網、荷、儲、控。⑥六個關鍵指標： 系統總效率指標；供能可靠性指標；新能源滲透率指標；能量、功率交換率指標；能量自 給率指標；綠色環境指標。⑦七類關鍵技術：新能源的高效轉換及發電技術；電力電子技 術；信息技術及低成本的感測技術；大規模低成本高效率的儲能技術；基於總能理論的能 量控制技術；新能源汽車的 V2G 技術；在大系統理論構架下的能源系統重構技術。

1.3 新能源微電網的基本要求

1）新能源微電網的功能定位。利用風、光、生物質、天然氣等多種分散式能源，通 過能量存儲和優化配置實現本地能源生產與用能負荷基本平衡，通過冷、熱、電等多能融 合，實現可再生能源的充分消納，構建智慧型能源綜合利用區域網。創新管理體制和商業 模式，整合各類政策，以新能源微電網為載體，參與當地電力體制改革，形成具有本地特 色且易於複製的模式。

2）新能源微電網的範圍要求。各新能源微電網項目應具有明確的範圍，與外部相關 系統有清晰的介面，項目承擔區域內供電、供冷、供熱等綜合能源服務，形成以可再生能 源為主的高效一體化分散式能源系統。

3）指標要求：各項目供電範圍內的供電安全和電能質量應符合相關電力標準，最高 電壓等級不目前超過 110 千伏，可再生能源功率滲透率（微電網額定裝機功率與峯值負荷 功率的比值）不低於 70%，新能源微電網電量自給率不低於 50%；微電網與公共電網連接 點（PCC）的交換功率不大於微電網最大負荷的 25%或按國能新能[2015]265 號文件要求； 示範區域內可再生能源和清潔能源供熱（冷）達到 100%；在一定的政策支持下，具有經 濟可行性。

1.4 新能源微電網的基本判據、功能

新能源微電網的基本判據並非電壓等級與容量，而是以下幾點：①與外部系統有明確 的連接點（即插即用）；②新能源滲透率大於 50%；③與外部系統的交換功率比率小於 25%；④ 內部能源自給率需要平衡。

新能源微電網有很多功能：可使風、光、氣、水、生物質、地熱多種能源，以及冷、 熱、電多種用能形式融合，使新能源就地充分消納、能量就地分層平衡，降低傳輸損耗， 提高系統綜合能效。同時，可實現功率與能量的轉換，實現不同形式的能量時間、空間的 匹配，提高系統設備利用率，與外部系統的能量交換、功率交換可調可控。

新能源微電網涉及很多關鍵技術，如主動配電網、智能用能、電動汽車 V2G、儲能、 協同優化、能源大數據等等。

1.5 新能源微電網與公共電網的關係

1）新能源微電網與公共電網的關係是網與網關係。正常情況下，跟據兩網系統需求 可調可控的進行功率交換和能量交換；事故情況下可以快速無縫解列，以保證微電網和大 電網各自獨立運行，最大限度保證用戶及電網的穩定性及可靠性。

2）新能源微電網是公共電網的可調度負荷。作為大系統的一個資源，根據大系統的 需要，對微電網進行調度，也可作為純負荷來進行管理，提高系統效率和設備利用率。

3）相對獨立、相互支援、即插即用。

作者簡介：祝振鵬 ，高級工程師。中國電工技術學會智能電器專業委員會委員；北京電工技術學會理事；電氣技術雜誌編委；北京電工技術學會微電網專業委員會主任委員；中關村能源互聯網產業技術聯盟理事。中國電機工程學會智能電器專業委員會委員。

曾擔大型央企動力廠主任；北京四方華能電氣設備有限公司：董事長；北京新能匯智微電網技術有限公司：首席專家；現任北京北變微電網技術有限公司：副董事長、常務副總裁、首席專家。

畢業於西安交通大學電力系統及自動化專業。長期從事配電自動化、微電網領域的工作，在智能電器、永磁斷路器及微電網系統運行等領域有很深造詣。具有深厚的專業背景和豐富的管理經驗。

主持制定了北京市新能源產業基地智能微電網建設工程網架結構，技術方案。參與制定了國網智能電網創新示範區、二連浩特新能源微電網示範項目規劃報告等多項重大項目的規劃和技術方案的制定。參與制定了國家智能電器、新能源微電網等領域的多項標準的制定。


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