新能源微電網正揚帆——國家能源局發布《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》

／本刊記者 王思童／

從長遠看，我國大電網和微電網的發展是并行不悖的。從模式層面講，微電網是能源互聯網的重要市場主體。微電網將原來分散的分布式電源進行整合，集中接入同一個物理網絡，并利用儲能裝置和控制保護裝置實時調節以平滑系統的波動，維持網絡內部的發電和負荷的平衡，保證電壓和頻率的穩定。

可再生能源發展“十二五”規劃把新能源微電網作為可再生能源和分布式能源發展機制創新的重要方向。近日，國家能源局發布了《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》(簡稱“《意見》”)。

助推節能減排市場前景巨大

揚帆起航，微電網發展對推進節能減排和實現能源可持續發展具有重要意義。同時，新能源微電網是電網配售側向社會主體放開的一種具體方式，符合電力體制改革的方向，可為新能源創造巨大發展空間。

國家能源局相關負責人表示：“新能源微電網代表了未來能源發展趨勢，是“互聯網+”在能源領域的創新性應用，新能源微電網代表了未來能源發展的趨勢，是推進能源發展及經營管理方式變革的重要載體，對推進節能減排和實現能源可持續發展具有重要意義。”

《意見》指出，新能源微電網示范項目的建設要堅持以下原則：因地制宜，創新機制。結合當地實際和新能源發展情況選擇合理區域建設聯網型微電網，在投資經營管理方面進行創新；在電網未覆蓋的偏遠地區、海島等，優先選擇新能源微電網方式，探索獨立供電技術和經營管理新模式；多能互補，自成一體。將各類分布式能源、儲電蓄熱（冷）及高效用能技術相結合，通過智能電網及綜合能量管理系統，形成以可再生能源為主的高效一體化分布式能源系統；技術先進、經濟合理。

隨著頂層政策的推進，示范項目的不斷推廣，智能微電網的發展必將帶動一批電力設備企業的發展機遇。獨立微電網適用于電網未覆蓋的農村、海島等邊遠無電地區，僅有小水電但供電不可靠的地區，以及對于在國家“送電到鄉”工程中已經建成，但供電能力已嚴重下降的光伏或風光互補村落電站的改造。獨立微電網建設的主要目的是有效解決我國邊遠無電地區和無電海島的用電問題，替代柴油發電機組，降低供電成本。示范要求采用交流總線技術，與傳統的直流總線技術相比，交流總線微電網更高效、更靈活，更適合于多種可再生能源發電系統的接入，供電半徑寬，易于擴容，通過從發電到用電的能量管理系統可以做到實時的供需平衡，大大提高供電保證率，在將來還可以很容易地同公共電力系統或相鄰其他交流總線微電網并網。

夯實基礎，穩步發展。微電網的主要技術路線是互補、互動、分組、多能、多源、多級、多模式、多類型和控制。微電網主要由分布式電源、儲能裝置、控制系統等幾部分組。分布式電源包括熱電聯產發電、內燃機組發電、燃氣輪機發電、小型水力發電、風力發電、太陽能光伏發電（單晶、多晶、鍍膜）、燃料電池、太陽能光熱發電。儲能裝置包括電話學儲能、電磁儲能、機械儲能裝置、熱能儲能裝置等。控制系統包括能量管理系統、保護系統、監控系統、計量系統。

北京北變微電網技術有限公司技術總監劉世民談到：“從物理層面，微電網是能源互聯網的‘端’。”目前，我國國內已有眾多高校、科研機構和企業建設了一批以風、光為主要新能源發電形式的微電網示范工程，這些微電網示范工程大致可分為三類：邊遠地區微電網、海島微電網和城市微電網。我國邊遠地區人口密度低、生態環境脆弱，擴展傳統電網成本高，采用化石燃料發電對環境的損害大。但邊遠地區風光等可再生能源豐富，因此利用本地可再生分布式能源的獨立微電網是解決我國邊遠地區供電問題的合適方案。目前我國已在西藏、青海、新疆、內蒙古等省份的邊遠地區建設了一批微電網工程，解決當地的供電困難。包括西藏阿里地區獅泉河微電網、西藏日喀則地區吉角村微電網、西藏那曲地區丁俄崩貢寺微電網、青海玉樹州玉樹縣巴塘鄉10MW級水光互補微電網、青海玉樹州雜多縣大型光伏儲能微電網、青海海北州門源縣智能光儲路燈微電網、新疆吐魯番新城新能源微電網示范區、內蒙古額爾古納太平林場微電網、內蒙古呼倫貝爾市陳巴爾虎旗微電網。

我國擁有超過7000個面積大于500m2的海島，其中超過450個島上有居民。這些海島大多依靠柴油發電在有限的時間內供給電能，目前仍有近百萬戶沿海或海島居民生活在缺電的狀態中。考慮到向海島運輸柴油的高成本和困難性以及海島所具有的豐富可再生能源，利用海島可再生分布式能源、建設海島微電網是解決我國海島供電問題的優選方案。從更大的視角看，建設海島微電網符合我國的海洋大國戰略，是我國研究海洋、開發海洋、走向海洋的重要一步。相比其他微電網，海島微電網面臨獨特的挑戰，包括：①內燃機發電方式受燃料運輸困難和成本及環境污染因素限制；②海島太陽能、風能等可再生能源間歇性、隨機性強；③海島負荷季節性強、峰谷差大；④海島生態環境脆弱、環境保護要求高；⑤海島極端天氣和自然災害頻繁。為了解決這些問題，我國建設了一批海島微電網示范工程，在實踐中開展理論、技術和應用研究。包括廣東珠海市東澳島兆瓦級智能微電網、廣東珠海市擔桿島微電網、浙江東福山島微電網、浙江南麂島微電網、浙江鹿西島微電網、海南三沙市永興島微電網。

除了邊遠地區微電網和海島微電網，我國還有許多城市微電網示范工程，重點示范目標包括集成可再生分布式能源、提供高質量及多樣性的供電可靠性服務、冷熱電綜合利用等。另外還有一些發揮特殊作用的微電網示范工程，例如江蘇大豐的海水淡化微電網項目、天津生態城二號能源站綜合微電網、天津生態城公屋展示中心微電網、江蘇南京供電公司微電網、浙江南椰電源動力公司微電網、河北承德市生態鄉村微電網、北京延慶智能微電網、國網河北省電科院光儲熱一體化微電網、江蘇大豐市風電淡化海水微電網。

未來微電網發展路在何方

新能源微電網是基于局部配電網建設的，風、光、天然氣等各類分布式能源多能互補，具備較高新能源電力接入比例，可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，可根據需要與公共電網靈活互動且相對獨立運行的智慧型能源綜合利用局域網。

中國電科院配電研究所吳鳴表示：“微電網為智能電網提供一定的支持，一些裝置標準化，它一定是定式的。新能源微電網項目可依托已有配電網建設，也可結合新建配電網建設；可以是單個新能源微電網，也可以是某一區域內多個新能源微電網構成的微電網群。鼓勵在新能源微電網建設中，按照能源互聯網的理念，采用先進的互聯網及信息技術，實現能源生產和使用的智能化匹配及協同運行，以新業態方式參與電力市場，形成高效清潔的能源利用新載體。”

《意見》著重強調聯網微電網的優勢，可以有效提高波動性可再生能源接入配電網的比例，功率滲透率（微電網額定裝機功率與峰值負荷功率的比值）可以做到100%以上，申報項目原則上要求做到50%以上；微電網具備很強的調節能力，能夠與公共電網友好互動，平抑可再生能源波動性，消減電網峰谷差，替代或部分替代調峰電源，能接受和執行電網調度指令；與公共電網聯網運行時，并網點的交換功率和交換時段可控，且有利于微電網內電壓和頻率的控制；在微電網自發自用電量效益高于從電網購電時，或在公共電網不允許“逆功率”情況下，可以有效提高自發自用電量的比例，避免損失可再生能源發電量，提高效益；當公共電網發生故障時，可以全部或部分孤島運行，保障本地全部負荷或重要負荷的連續供電；延緩公共電網改造，不增加甚至減少電網備用容量；在電網末端可以提高供電可靠性，改善供電電能質量，延緩電網（如海纜）改造擴容，節約電網改造投資；與其他清潔能源（如CHP）和可再生能源不同利用形式結合，可以同時解決當地熱水、供熱、供冷和炊事用能問題。

從長遠看，我國大電網和微電網的發展是并行不悖的。從模式層面講，微電網是能源互聯網的重要市場主體。微電網將原來分散的分布式電源進行整合，集中接入同一個物理網絡，并利用儲能裝置和控制保護裝置實時調節以平滑系統的波動，維持網絡內部的發電和負荷的平衡，保證電壓和頻率的穩定。微電網同時滿足供電、供熱、制冷、濕度控制和生活用水等多種需求，提高了能源的利用效率；此外，儲能單元的參與有利于對系統內部的能量進行調節，高效、合理地利用能量。在中國農村適合的地區，應以戶、村為單元組成不同規模的微網，根據當地的實際情況采用合適的分布式電源。微網具備實時在線監控的預警能力，提高微網內部負荷供電的可靠性。微網能夠獨立運行，可以迅速與大電網解列形成孤網，保證重要用戶的不間斷供電。在災害多發地，組建不同形式和規模的微網，能在災害后迅速恢復對重要負荷的供電，具有黑啟動的能力。微網自治運行的特點與智能電網的自愈相類似；都需要根據用戶的信息進行動態調整，實現供需平衡和優化運行；微網是智能電網安全防御和抵御自然災害體系的重要組成部分；都能滿足未來用戶需求的電能質量；都允許接入多種發電和儲能單元。