微電網(wǎng)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

11.4微電網(wǎng)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r2負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)、電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷老化、環(huán)保問題、能源利用效率以及用戶對(duì)電能質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求,已成為世界各國(guó)電力工業(yè)所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)3

目前,一些國(guó)家己紛紛開展微電網(wǎng)研究,立足于本國(guó)電力系統(tǒng)的實(shí)際問題與國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展能源目標(biāo),提出了各自的微電網(wǎng)概念和發(fā)展目標(biāo)。作為一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域,微電網(wǎng)在各國(guó)的發(fā)展呈現(xiàn)不同特色。

微電網(wǎng)對(duì)分布式電源的有效利用及靈活、智能的控制特點(diǎn),使其在解決上述問題方面表現(xiàn)出極大潛能,是許多國(guó)家未來若干年電力發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)之一。

發(fā)展現(xiàn)狀微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀4（1）微電網(wǎng)在美國(guó)的發(fā)展美國(guó)CERTS最早提出了微電網(wǎng)的概念,并且是眾多微電網(wǎng)概念中最權(quán)威的一個(gè)。美國(guó)CERTS提出的微電網(wǎng)主要由基于電力電子技術(shù)且容量小于等于500KW的小型微電源與負(fù)荷構(gòu)成,并引人了基于電力電子技術(shù)的控制方法。電力電子技術(shù)是美國(guó)CERTS微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能、靈活控制的重要支撐,美國(guó)CERTS微電網(wǎng)正是基于此形成了“即插即用”（plugandplay）與“對(duì)等”(peerandpeer)的控制思想和設(shè)計(jì)理念。美國(guó)CERTS對(duì)其微電網(wǎng)的主要思想及關(guān)鍵問題進(jìn)行了描述和總結(jié),系統(tǒng)地概括了美國(guó)CERTS微電網(wǎng)的定義、結(jié)構(gòu)、控制、保護(hù)及效益分析等一系列問題。目前,美國(guó)CERTS微電網(wǎng)的初步理論研究成果已在實(shí)驗(yàn)室微電網(wǎng)平臺(tái)上得到了成功檢驗(yàn)。由美國(guó)北部電力系統(tǒng)承建的MadRiver微電網(wǎng)是美國(guó)第1個(gè)微電網(wǎng)示范工程,學(xué)者們希望通過該工程進(jìn)一步加深對(duì)微電網(wǎng)的理解,檢驗(yàn)微電網(wǎng)的建模和仿真方法、保護(hù)和控制策略以及經(jīng)濟(jì)效益等,并初步形成關(guān)于微電網(wǎng)的管理政策和法規(guī)等,為將來的微電網(wǎng)工程建立框架。

5美國(guó)的微電網(wǎng)工程得到了美國(guó)能源部的高度重視。2003年，布什總統(tǒng)提出了“電網(wǎng)現(xiàn)代化（gridmodernization）”的目標(biāo)，指出要將信息技術(shù)、通信技術(shù)等廣泛引入電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。在最后出臺(tái)的“Grid2030”發(fā)展戰(zhàn)略中，美國(guó)能源部制定了美國(guó)電力系統(tǒng)未來幾十年的研究與發(fā)展規(guī)劃，微電網(wǎng)是其重要組成部分之一。在2006年的美國(guó)微電網(wǎng)會(huì)議上,美國(guó)能源部對(duì)其今后的微電網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃進(jìn)行了詳細(xì)剖析。從美國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)代化角度來看,提高重要負(fù)荷的供電可靠性、滿足用戶定制的多種電能質(zhì)量需求、降低成本、實(shí)現(xiàn)智能化將是美國(guó)微電網(wǎng)的發(fā)展重點(diǎn)。CERTS微電網(wǎng)中電力電子裝置與眾多新能源的使用與控制,為可再生能源潛能的充分發(fā)揮及穩(wěn)定、控制等問題的解決提供了新的思路。（1）微電網(wǎng)在美國(guó)的發(fā)展6日本立足于國(guó)內(nèi)能源日益緊缺、負(fù)荷日益增長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)背景,也展開了微電網(wǎng)研究,但其發(fā)展目標(biāo)主要定位于能源供給多樣化、減少污染、滿足用戶的個(gè)性化電力需求。

（2）微電網(wǎng)在日本的發(fā)展7類型

容量/MW燃料應(yīng)用場(chǎng)合市場(chǎng)規(guī)模大規(guī)模

1000

石油或煤

工業(yè)區(qū)

10

中規(guī)模

100

石油或煤，可再生能源

工業(yè)區(qū)100小規(guī)模

10可再生能源

小型區(qū)域電網(wǎng)，住宅樓

3000

日本三菱公司從規(guī)模上將微電網(wǎng)分為3類:

815從表中可看出,以傳統(tǒng)電源供電的獨(dú)立電力系統(tǒng)也被歸人微電網(wǎng)研究范疇,大大擴(kuò)展了美國(guó)CERTS對(duì)微電網(wǎng)的定義范圍?；谠摽蚣?目前日本已在其國(guó)內(nèi)建立了多個(gè)微電網(wǎng)工程。此外,日本學(xué)者還提出了靈活可靠和智能能量供給系統(tǒng)（FRIENDS-----flexiblereliabilityandintelligentelectricalenergydeliverysystem）,其主要思想是在配電網(wǎng)中加人一些靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)裝置,利用FACTS控制器快速、靈活的控制性能,實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,并滿足用戶的多種電能質(zhì)量需求。目前,日本已將該系統(tǒng)作為其微電網(wǎng)的重要實(shí)現(xiàn)形式之一。9日本專門成立了新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織(NEDO)日本對(duì)微電網(wǎng)定義的拓寬以及在此基礎(chǔ)上所進(jìn)行的控制、能源利用等研究

NEDO在微電網(wǎng)研究方面已取得了很多成果。為小型配電系統(tǒng)及基于傳統(tǒng)電源的較大規(guī)模獨(dú)立系統(tǒng)提供了廣闊的發(fā)展空間統(tǒng)一協(xié)調(diào)國(guó)內(nèi)高校、企業(yè)與國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)新能源及其應(yīng)用的研究。10（3）微電網(wǎng)在歐洲及其它國(guó)家的發(fā)展

從電力市場(chǎng)需求、電能安全供給及環(huán)保等角度出發(fā),歐洲于2005年提出“聰明電網(wǎng)”計(jì)劃,并在2006年出臺(tái)該計(jì)劃的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方略。作為歐洲2020年及后續(xù)的電力發(fā)展目標(biāo),該計(jì)劃指出未來歐洲電網(wǎng)需具備以下特點(diǎn)：11①靈活性

②可接人性

③可靠性

④經(jīng)濟(jì)性

在適應(yīng)未來電網(wǎng)變化與挑戰(zhàn)的同時(shí),滿足用戶多樣化的電力需求。使所有用戶都可接入電網(wǎng),尤其是推廣對(duì)可再生、高效、清潔能源的利用。提高電力供應(yīng)的可靠性與安全性以滿足數(shù)字化時(shí)代的電力需求。通過技術(shù)創(chuàng)新、能源有效管理、有序市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及相關(guān)政策等提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

12基于上述特點(diǎn),歐洲提出要充分利用分布式能源、智能技術(shù)、先進(jìn)電力電子技術(shù)等實(shí)現(xiàn)集中供電與分布式發(fā)電的高效緊密結(jié)合,并積極鼓勵(lì)社會(huì)各界廣泛參與電力市場(chǎng),共同推進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展。微電網(wǎng)以其智能性、能量利用多元化等特點(diǎn)也成為歐洲未來電網(wǎng)的重要組成。

13目前,歐洲已初步形成了微電網(wǎng)的運(yùn)行、控制、保護(hù)、安全及通信等理論，并在實(shí)驗(yàn)室微電網(wǎng)平臺(tái)上對(duì)這些理論進(jìn)行了驗(yàn)證。其后續(xù)任務(wù)將集中于研究更加先進(jìn)的控制策略、制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、建立示范工程等，為分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入及傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的初步過渡做積極準(zhǔn)備。14各國(guó)研究而是代表著電力行業(yè)服務(wù)意識(shí)、能源利用意識(shí)、環(huán)保意識(shí)的一種提高與改變。

從各國(guó)對(duì)未來電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用中可看出,微電網(wǎng)的形成與發(fā)展絕不是對(duì)傳統(tǒng)集中式、大規(guī)模電網(wǎng)的革命與挑戰(zhàn)除美國(guó)、日本、歐洲外，加拿大、澳大利亞等國(guó)也展開了微電網(wǎng)研究。

微電網(wǎng)是未來電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)供電的一個(gè)重要手段,是對(duì)大電網(wǎng)的有益補(bǔ)。對(duì)比色相似色相似色15

我國(guó)的微電網(wǎng)研究處于起步探索階段，國(guó)家電網(wǎng)公司是微電網(wǎng)技術(shù)研究的主要機(jī)構(gòu)。2011年8月，國(guó)網(wǎng)電科院微電網(wǎng)技術(shù)體系研究項(xiàng)目通過驗(yàn)收。該項(xiàng)目首次提出了我國(guó)微電網(wǎng)技術(shù)體系，涵蓋微電網(wǎng)核心技術(shù)框架、電網(wǎng)應(yīng)對(duì)微電網(wǎng)的策略、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策等，制定了我國(guó)微電網(wǎng)發(fā)展線路和技術(shù)路線圖，對(duì)我國(guó)微電網(wǎng)不同發(fā)展階段提出了積極的意見和建議。河北、天津、河南、浙江、珠海等地已經(jīng)在進(jìn)行微電網(wǎng)示范項(xiàng)目的研究及建設(shè)。其中，珠海東澳島微電網(wǎng)項(xiàng)目的建成，解決了島上長(zhǎng)期以來的缺電現(xiàn)象，最大程度地利用海島上豐富的太陽光和風(fēng)力資源，最小程度地利用柴油發(fā)電，提供綠色電力。隨著整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行，東澳島可再生能源發(fā)電比例從30%上升到70%。（4）微電網(wǎng)在我國(guó)的發(fā)展16我國(guó)在研究力量和取得成果上仍存在較大差距，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1234缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的微電網(wǎng)體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。電力電子技術(shù)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用水平不高。微電網(wǎng)的保護(hù)控制技術(shù)尚不成熟。投資及運(yùn)維成本高。

續(xù)17①缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的微電網(wǎng)體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。目前國(guó)內(nèi)尚無統(tǒng)一、規(guī)范的微電網(wǎng)體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，很大程度上影響了微電網(wǎng)技術(shù)的研究和示范工程的建設(shè)。②電力電子技術(shù)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用水平不高。微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與先進(jìn)的電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)緊密相關(guān)。根據(jù)微電網(wǎng)的特殊需求，需要研究使用的電力電子