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众说纷纭的微电网

作者:中国储能网新闻中心 来源:微电网论坛 发布时间:2014-12-15 浏览:

中国储能网讯:近期,微电网发展很快,关注的人也非常多。但是,如果你问一个人, “什么是微电网?”,即便是搞微电网行业的人,恐怕会得到五花八门的答案。时至今日,国内外也还没有一个清晰的标准的通用的微电网定义。政府部门是怎么看的?科研机构、电网公司、设计、建设、管理单位的观点是什么?众说纷纭,这恰恰说明微电网正处于快速发展的阶段。

最近本人有幸参加了一些有关工作,包括微电网标准的审核,微电网重大项目的可研汇报,微电网的学术会议,更感觉到对微电网有一个清晰的认识的重要性,它会直接影响到政府政策、国家标准的制定,投资人的决策,项目的建设实施,及今后的运营管理。

下面对现在流行的各种观点进行分析对比,以期抛砖引玉,促进微电网事业的发展。

首先,看微电网的概念提出者美国的微电网定义:

CERTS(Consortiumfor ElectricReliability Technology Solutions)合作组织由美国的电力集团、伯克利劳伦斯国家实验室等研究机构组成的,在美国能源部和加州能源委员会等资助下,对微电网技术开展了专门的研究。

CERTS定义的微电网基本概念:这是一种负荷和微电源的集合。该微电源在一个系统中同时提供电力和热力的方式运行,这些微电源中的大多数必须是电力电子型的,并提供所要求的灵活性,以确保能以一个集成系统运行,其控制的灵活性使微电网能作为大电力系统的一个受控单元,以适应当地负荷对可靠性和安全性的要求。

CERTS定义的微电网提出了一种与以前完全不同的分布式电源接入系统的新方法。传统的方法在考虑分布式电源接入系统时,着重在分布式电源对网络性能的影响。按传统方法当电网出现问题时,要确保联网的分布式电源自动停运,以免对电网产生不利的影响。而CERTS定义的微电网要设计成当主电网发生故障时微电网与主电网无缝解列或成孤岛运行,一旦故障去除后便可与主电网重新连接。这种微电网的优点是它在与之相连的配电系统中被视为一个自控型实体,保证重要用户电力供应的不间断,提高供电的可靠性,减少馈线损耗,对当地电压起支持和校正作用。因此,微电网不但避免了传统的分布式发电对配电网的一些负面影响,还能对微电网接入点的配电网起一定的支持作用。

编者述评:

美国微电网的定义是很理想的,欧洲、日本的定义受美国影响,也比较相似。但是我们在实践中感觉到,这在中国不太适用。一个很重要的原因是“美国微电网是建立在数量众多的分布式天然气热电联供的基础之上。”,而中国发展类似的分布式热电联供是相当困难的,因为中国的天然气价格约是美国的3倍,直接造成燃气发电经济上不可行。中国的分布式发电比较可行的还是光伏,因此,中国的微电网必须面对可调性很差的光伏发电,建设难度大大增加。但美国定义,对于微电网与单纯分布式发电的区分,还是很有意义的,表明了微电网的控制调节、保证负荷不间断供电的重要作用。

其次,再看我国最新的微电网标准定义

据GB《微电网接入电力系统技术规定》-征求意见稿:

“微电网(microgrid )由分布式发电、用电负荷、监控、保护和自动化装置等组成(必要时含储能装置),是一个能够基本实现内部电力电量平衡的小型供电网络。微电网分为并网型微电网和独立型微电网。”

编者述评:

可以说这个定义不尽如人意,其中有几个问题值得商榷:

1)微电网能够实现内部电力、电量的平衡吗?

如前所述,中国的微电网没有条件依赖于分布式燃气热电联供来做支撑,主要靠光伏作为微能源,光伏无论在功率上、还是电量上都难于独立满足微电网内部的负荷需求,如果非要实现内部平衡,则需要配置大量的储能,微电网系统造价势必大幅上升,经济性下降,从而项目不具有可行性。

因此,对于并网型微电网,与大电网交换功率是难以避免的,不能太强调自发自用,不能设置太低的交换功率、交换电量的指标,自己把自己的手脚绑住,这也会误导政府有关部门。并网型微电网更应该发挥对接入的微电源的调节作用,实现友好并网,与大电网实现互补。有人说,你的微电网上送功率、上送电量太多了,是变相的分布式发电,这种说法是不正确的,对微电网的作用认识有偏颇,也不利于微电网的健康发展。

对于独立微电网,一般是岛屿、边远地区微电网,则微电网必须实现自身的电力及电量的平衡,除了接入风光可再生能源发电外,一般都要配置较大的储能;同时与柴油机发电相配合也是切实可行的方案。由于应用场景特殊,独立型微电网造价较高还是可以被接受的,因为与单纯的柴油发电相比,发电成本还是下降的。

2)“由分布式发电、用电负荷、监控、保护和自动化装置等组成(必要时含储能装置)”,这几个组成部分说的明显不是同一层次的东西。根据电力系统的定义:“电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。”,电网的定义:“电网是在电力系统中,联系发电和用电的设施和设备的统称。”

因此,微电网也应该按照发电、配电、用电来划分,准确来讲应称为微电力。“监控、保护和自动化装置”应作为其智能控制系统部分,包含在微电网的配电系统中,不能与分布式发电、用电负荷相并列。配电系统中还包括开关、刀闸、计量、通信等,也不需一一写明。

3)“(必要时含储能装置)”

微电网可以不含储能吗?

没有储能,如何独立运行?如何平稳接入不稳定的可再生能源发电?

调节用的储能系统,应该是微电网的必要组成部分。

4)该定义没有说明微电网的两个本质特征:一是能够独立运行,二是至少接入一种可再生分布式发电。

作为国标的《微电网接入电力系统技术规定》,直接影响相关的测试、调试、验收规范,应该慎重。

第三,我们再看比较通俗的百度微电网词条:

“微电网(Micro-Grid)也译为微网,是一种新型网络结构,是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过静态开关关联至常规电网。 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,是传统电网向智能电网过渡。”

编者述评:

作为比较开放式的网络上的定义,该定义内容丰富而庞杂,面面俱到而堆砌各种概念,但明显不够严谨。

别的不说,其中的微电网与大电网的连接不一定通过静态开关,静态开关还有抗冲击能力差、功耗高、成本高的缺点,做科研还可以,不能应用到实际的运行系统中。

“。。。是实现主动式配电网的一种有效方式,是传统电网向智能电网过渡。”,不知所云。。。

综上所述,微电网论坛提出如下观点,请大家讨论、批评、指正:

微电网(Micro Grid):是指接有分布式电源的智能小型电力系统,一般包括微电源、负荷、储能、变配电及控制系统等组成部分,可与大电网并网或离网独立运行。

微电网分为并网型和独立型两种,独立型微电网不依赖外部电网,自身可实现内部电力、电量的平衡;并网型微电网平时与上级电网并网运行,特殊情况下也可以离网运行,离网独立运行时可维持所有或部分重要用电负荷的供电。

微电网还可分为交流微电网、直流微电网、交直流混合微电网。

微电网是随着新能源(特别是分布式可再生能源)的发展而产生和发展的,微电网可对接入的可再生能源发电起到重要的调节作用,减少波动,提高电能质量,以促进可再生能源发电的高比例接入电网。

微电网的两个重要特征是:1)可独立运行;2)至少接入一种分布式可再生能源发电。

目前,微电网正向着更大规模、更高电压等级、交直流混合的方向发展。

可参考下述电网定义、电力系统定义(非常清晰、简洁):

电网定义(Power Grid):

电网是在电力系统中,联系发电和用电的设施和设备的统称。

电网属于输送和分配电能的中间环节,它主要由联结成网的送电线路、变电所、配电所和配电线路组成。 通常把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体,称为电力网,简称电网。

电力系统定义(Power System):

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、经济、优质的电能。

原标题:众说纷纭的微电网

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