中国储能网讯:“微电网作为新型配电系统的重要组成部分,在双碳目标下发挥着越来越重要的作用。通过不断探索和实践,微电网技术将为我国电力系统高质量发展提供有力支撑,助力实现绿色低碳转型。”天津大学电气自动化与信息工程学院副教授李霞林指出。
在2025工业绿色微电网创新发展山东推进会上,李霞林代表其团队分享了在推进微电网技术发展及项目应用方面的情况。
据悉,从2009年开始,该团队在中国工程院院士王成山的指导下,一直从事微电网、储能、高比例新能源电力系统关键技术及应用的研究,主要开展技术理论、装备技术、工程研发以及工程应用等方面的工作。
微电网是推动工业领域绿色低碳转型的关键
当前,我国电力行业碳排放总量已接近一半,构建新型电力系统、发展分布式智能电网成为关键任务。“新型配电系统要求具备更强的承载能力、智慧化和灵活性。其主要特征包括低碳化、分布化、去中心化和数字化。通过构建主配微协同的配电网管控模式,实现源网荷储的管控一致,最大程度地促进分布式能源的就地消纳和分层。”李霞林表示。
天津大学电气自动化与信息工程学院副教授李霞林
微电网是提升供电可靠性和推动工业领域绿色低碳转型的关键。在李霞林看来,微电网作为一种高度集成的自治系统,既能并网运行,又能独立运行,是实现可再生能源与负荷波动就地平衡控制的重要手段,是分布式能源灵活高效利用模式的重大创新。微电网是解决分布式能源并网问题的有力手段,通过主—配—微协同,可以实现电网友好互动和主动支撑。可以肯定的是微电网是新型电力系统重要构成单元。
微电网典型应用场景
会上,李霞林分享了微电网在我国的几个典型应用场景。
第一,微电网可以为无电地区提供能源保障。例如,新疆塔里木单井油田微电网。该工程位于塔克拉玛干沙漠腹地的塔里木油田,是塔里木油田偏远单井首次用上“零碳绿电”,柴油发电机仅作为备用电源,大部分时段关停,大大降低油田用能成本。新疆塔里木单井油田微电网项目自2022年8月投入运行,年均节油超过13万升,降低了油田用能成本。
第二,南极秦岭科考站微电网。于2025年3月建成,是首个兆瓦级我国极寒综合能源微电网系统,预计每年可节约近35.45%的柴油消耗。该工程位于南极秦岭科考站,通过就地能量管理系统(EMS)与云平台,实现系统无人管理和远程运维管理。
第三,非洲刚果(金)矿区微电网。这是非洲刚果(金)某矿山百兆瓦级光储微电网,采用规模化构网型储能技术和智慧能量管理系统,破解非洲矿企用电成本高、供电可靠性差等难题。通过控制器硬件在环与动模实验验证实现矿区12.5MW重要负荷不间断停电以及系统黑启动。通过建设光储微电网,可以提高矿区可再生能源渗透率,降低燃油成本,提高经济效益。
第四,云南西双版纳抵边村寨微电网。针对偏远地区网架薄弱、树障、暴雨、暴风雪等自然灾害导致村寨频繁停电问题,构建光储微电网,实现外部电网故障期间村民持续可靠供电,助力脱贫攻坚和乡村振兴。西双版纳勐腊县曼桂山村纳秀新老寨,因杆塔横穿自然保护区,雨季频繁发生倒杆短路,年停电次数超74次,又因为面临道路塌方问题,检修时间长。构建微电网以后,该地区年平均停电时间降低32.3%,停电次数降低86.5%,极大提升了边远地区供电可靠性。
第五,河北省雄安王家寨微电网群。河北雄安王家寨智能微电网工程,针对“煤改电”负荷突增引起馈线功率越限问题,通过用户侧热泵集群和微电网智能管控,实现联络线功率精准控制,大幅降低电网改造投资,提高了能源利用效率和供电可靠性。
第六,河北省十兆瓦级构网储能应用。末端电网网架薄弱,且随着大量分布式可再生能源接入,供电可靠性和电能质量等问题突出,影响新能源消纳和保供电,采用构网型储能技术首次实现国内35kV区域配电网无缝切换,保障末端电网用电。
第七,在工业园区低碳减排方面,北方客服中心综合能源微电网具有示范意义。国网客服北方园区建设了光伏发电、太阳能空调、地源热泵、常规冷水机组、冰蓄冷等系统,可再生能源最大功率占比56%,打造绿色复合型能源网,实现100%电能替代,年用能费用节省15%以上。
第八,在工业园区低碳减排方面,绿电绿氢重化工园区用能互动示范工程具有一定代表性。工程选址在东营市垦利区,供电负荷不小于365MW(电制氢负荷195MW,绿甲醇/DMC负荷165MW,电烯氢负荷2.3MW)。
李霞林指出,微电网在能源、交通、工业、乡村、海岛、城市、军事等领域具有广泛的应用前景。例如,在山东工业领域,微电网技术对高耗能行业的低碳减排发挥了重要作用。
截至2024年,山东分布式光伏装机容量82.5GW,位居全国首位,其中工业园区屋顶光伏覆盖率超40%;炼化焦化、化工、建材、钢铁、有色金属等五大高耗能行业占比近60%,工业绿色微电网低碳减排大有可为。