微电网(Micro-Grid)也译为微网,是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。
微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用,解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给,是实现主动式配电网的一种有效方式,使传统电网向智能电网过渡。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源,即含有电力电子接口的小型机组,包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧,具有成本低、电压低以及污染小等特点。
由于环境保护和能源枯竭的双重压力,迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源工业(热电联供)的发展潜力和利益空间巨大。提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制,不需要分布式的就地控制器,而仅采用常规的量测装置,量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制,微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。
微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统,它作为完整的电力系统,依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
智能微电网是规模较小的分散的独立系统,是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网运行,也可以孤立运行。它将分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。
国外对于微电网的研究起步较早,在关键技术方面已取得一些突破,并在小规模微电网中得到验证。其中美国、欧洲、日本及加拿大等建设了一批示范工程,为微电网的发展提供了一些经验借鉴,成为微电网领域领先国家。国外正在推动微电网向更高电压等级、更大容量发展。
国内微电网研究处于起步探索阶段,国家电网公司是微电网技术研究的主要机构。2011年8月,国网电科院微电网技术体系研究项目通过验收。该项目首次提出了中国微电网技术体系,涵盖微电网核心技术框架、电网应对微电网的策略、技术标准和政策等,制定了我国微电网发展线路和技术路线图,对我国微电网不同发展阶段提出了积极的意见和建议。
欧美日三地都在进行微电网的技术研究,其中日本立足于国内能源日益紧缺、负荷日益增长的现实背景,展开了微电网研究,但其发展目标主要定位于能源供给多样化、减少污染、满足用户的个性电力需求。日本学者还提出了灵活可靠性和智能能量供给系统(FRIENDS)其主要思想是在配电网中加入一些灵活交流输电系统装置,利用控制器快速、灵活的控制性能,实现对配电网能源结构的优化,并满足用户的多种电能质量需求。日本已将该系统作为其微电网的重要实现形式之一。
从全球来看,微电网主要处于实验和示范阶段,微电网的技术推广已经度过幼稚期,市场规模稳步成长。着眼于当下世界范围的能源和环境困局以及电力安全需求的长期高企,微电网技术应用前景看好。未来5到10年,微电网的市场规模、地区分布和应用场所分布都将会发生显著变化。
国内方面,近三年,微电网开始逐渐走到政策前台,2021年陆续有一批重大示范工程获批,预期未来各地会有更多政府或企业主导的项目上马,微电网在国内的市场将非常广阔。
中国电力工程技术携手海内外高校及专家学者共同建设了联合研究机构,共同开展关键技术研发和高端人才培养,与多所高校开展了项目和课题的研究,成立了微电网研究院,建立了相关的标准组织。
-微电网研究院将作为对外合作、创新开放的平台和窗口,我们真诚希望与社会各界开展多种形式的联合创新。
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