專家 | 微電網登場 光伏業如何「大做文章」？

隨著光伏在內的新能源發電裝機的大規模發展，將避不可免的給電網系統帶來衝擊，包括相應的電網輸送能力、配網的投資以及對調峰能力的要求等。

而就現有的政策動向來看，對於上述問題的解決，主要是以兩條腿走路的辦法。一是加大電網輸送以及調峰能力的投資，使電網能夠適應新能源的發展要求；另外一個方面，則是要求新能源自身解決發電不穩定的問題，包括微網的建設、儲能設施的配套應用等。

從最新的動態來看，後者可能正在獲得政策制定者更多的青睞。

近日，國家能源局下發了《微電網管理辦法（徵求意見稿）》，對微電網的範圍的界定、建設管理以及扶持措施等做出了相應的規定。

在扶持措施方面，理應引起光伏企業關注的是，微電網內部的分散式電源將可以納入當年的建設規模指標，可執行現有分散式能源發電和可再生能源發電的補貼政策，並支持微電網項目運營主體獲得供電資質，依法取得電力業務許可證（供電類），開展配售電業務，承擔微電網內的保底供電服務等。

總體來看，儘管上述徵求意見稿中涉及到真金白銀的乾貨並不多，但這卻很可能是一個重大的政策思路轉變的開始。

也就是，對類似光伏這樣的分散式能源而言，通過利用微電網這種方式，既可以省去大規模發展后需要配套的調峰、電網輸送能力的投資，又可以解決限電的問題。與此同時，還可以將由此帶來的電力系統成本的下降，作為光伏電價補貼資金的來源之一。

對於政策制定者而言，如此一舉多得，何樂而不為呢？

因此，對於整個光伏業來說，如何藉助「微電網」這個噱頭，說服各相關決策方和利益方去接受這個邏輯，為自身找到更好的政策以及市場支撐，將是一個值得大做文章的抓手。

「兩條腿」走路

在國家能源局下發的《2017年能源工作指導意見》中，專門提到了補強能源系統短板的一章。

具體來看，大體方向主要有三個。

一是針對調峰能力不足、運行效率不高、基礎設施薄弱等瓶頸制約，加強調峰能力建設；

二是加強儲能、微電網的發展；

三是加強能源輸送通道建設。根據受端市場需求，統籌考慮電源建設進度、電網調峰能力以及電力市場改革等有關因素，研究建設跨省跨區外送輸電通道。

當然，嚴格來說，第一點和第三點的施力方向是一樣的，主要還是從電網適應新能源的發展要求這個方向；而第二點則恰恰相反，是從新能源自身出發，要其自己解決發電不穩定的問題，具體措施包括微網的建設、儲能設施的配套應用等。

在儲能方面，根據上述工作指導意見，制訂實施《關於促進儲能技術與產業健康發展的指導意見》，建立儲能技術系統研發、綜合測試和工程化驗證平台，推進重點儲能技術試驗示範。

微電網方面，將制訂實施《微電網管理辦法》，積極推進新能源微電網、城市微電網、邊遠地區及海島微電網建設。

光伏下一步的發展抓手

更進一步來看，在2017年工作指導意見中提到的制訂實施《微電網管理辦法》，已經正式進入了起步階段。

近日，國家能源局已經下發了《微電網管理辦法（徵求意見稿）》，對微電網範圍的界定、建設管理以及扶持措施等做了相應的規定。

根據這一管理辦法，微電網分為併網型微電網和獨立型微電網，可實現自我控制和自治管理。併網型微電網既可以與外部電網併網運行，也可以離網獨立運行；獨立型微電網不與外部電網連接，電力電量自我平衡。

在電壓和裝機規模上，電壓等級一般在35kV及以下；系統規模小，系統容量不大於20MW，通常為兆瓦級及以下，且其電源以可再生能源為主，或以天然氣多聯供等能源綜合利用為目標的發電型式。

此外，在最受關注的扶持措施方面，包括將微電網內部的分散式電源納入當年的建設規模指標，可執行現有分散式能源發電和可再生能源發電的補貼政策、支持微電網項目運營主體獲得供電資質，依法取得電力業務許可證（供電類），開展配售電業務，並承擔微電網內的保底供電服務等。

其他的扶持措施，還包括研究制定微電網所在地區的分時電價等需求側管理政策，探索建立微電網可作為市場主體參與的可中斷負荷調峰、電儲能調峰調頻等輔助服務補償機制。

國家能源局還表示，在城市、商業、工業、新型城鎮等地區鼓勵建設以風光發電、燃氣三聯供系統為基礎的微電網，提高能源綜合利用效率；在海島、綠洲等偏遠地區鼓勵因地制宜建設充分利用當地自然資源的微電網，促進獨立供電技術與經營模式創新。

總的來看，儘管此次徵求意見稿中涉及真金白銀的乾貨並不多，但這卻很可能是一個重大的政策思路轉變的開始。對類似光伏這樣的分散式能源而言，如何藉助「微電網」這個噱頭，為自身找到更好的政策以及市場支撐，將是一個值得大做文章的抓手。（來源：《太陽能發電》雜誌，作者：張廣明）

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微電網特徵

1、微電網內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，並提供必要的控制。

2、微電網相對於外部大電網表現為單一的受控單元，並可同時滿足用戶對電能質量和供電安全等方面的要求。

3、微電網存在兩種典型的運行模式：正常情況下微電網與常規配電網併網運行，稱為聯網模式;當檢測到電網故障或電能質量不滿足要求時，微電網將及時與電網斷開而獨立運行，稱為孤島模式。兩者之間的切換必須平滑而快速。

國內外現狀

近年來，許多國家如美國、日本、澳大利亞等紛紛開展了對微電網技術的研究，並且解決了一部分微電網技術中的運行、保護、經濟性等理論問題。

國外微電網發展

美國是最先提出了微電網概念的國家，1999年美國可靠性技術解決方案協會，首次對微電網在結構、控制、經濟等方面進行了研究並於2002年正式提出了相對完整的微電網概念，並且是目前微電網概念中最權威的一個。

歐洲國家於2005年提出「Smart Power Networks」計劃，隨後便出台該計劃的技術實現方略。「Smart Power Networks」計劃作為歐洲2020年及後續的電力發展目標表明了未來歐洲電網需具備以下特點：靈活性、可接入性、可靠性及經濟性。

並且提出微電源輸出端逆變器相應控制策略：PQ控制VSI(voltage source inverter)控制策略。同時提出優化約束方程，並對超額發出熱能的棄用制訂了懲罰方案。最後，在滿足微電網電、熱雙重需求的條件下，以系統燃料耗量最低為目標，提出了優化的功率分配方案。

國內微電網發展

2008年初，冰雪天氣導致發生大面積停電，只有少數小電網在支撐重要用戶運行。這暴露了現有的網架結構在保障用戶供電方面所存在的薄弱環節同時也將微型電網的作用充分展示了出來，並促使加快了對微型電網的研究步伐。

2009年，國家科技部通過「973」計劃項目，專門資助了分散式發電供能系統的相關基礎研究。

次年，國家科技部通過《國家高科技研究發展計劃(863)》立項了近十個有關微電網方面的研究課題。

「十二五」期間，將在太陽能、風能佔優勢的地區建設成微電網示範區，同時還將推動建設100座新能源示範城市。

微電網的發展雖尚處於起始階段，但微電網的特點適應電力發展的需求和方向，具有廣闊的發展前景。

微電網關鍵技術

在微電網研究領域，最為關鍵的技術是微電網的運行控制。

目前，有三種比較常見的微電網控制方式：

1、基於電力電子技術等概念的控制方法。該方法根據微電網的控制要求與發電機的下垂特性將不平衡功率動態分配給各機組承擔，具有簡單、可靠、易於實現的優點。

2、基於能量管理系統的控制。該方法採用不同的控制模塊分別對有功和無功進行控制，很好地滿足了微電網的多種控制要求，此外該方法針對微電網中對無功的不同需求，功率管理系統採用了不同的控制方法從而提高了控制性能。

3、基於多代理技術的微電網控制。該方法將計算機領域的多代理技術應用到微電網，代理的自治性、自發性等特點能夠很好地適應和滿足微電網分散控制的要求。

微電網的保護方法與傳統配電網的保護方法不同，主要是微電網的多電源特性，使得兩者區別很大。主要難點在潮流的雙向流動、併網和孤立運行時短路容量的變化方面。因此，傳統配電網在低壓側集中無功補償的方法已經不適合微電網。

大部分的新能源發電技術所發出的電能在頻率和電壓水平上不能滿足現有互聯電網的要求，因此無法直接接入電網，需通過電力電子設備才能接入。為此要大力加強對電力電子技術的研究，研製一些新型的電力電子設備作為配套設施，如併網逆變器、靜態開關和電能控制裝置。

太陽能、風能等可再生能源接入電網給電力系統帶來了非常大的影響，雖然相對於傳統的能源發電，可再生能源的成本並不低，但是其新型的發電技術對於電網的發展起到了關鍵的作用。

儲能技術在微電網中是特別重要的一項技術，它具有削峰填谷的作用從而提高了間歇式能源的利用效率，該技術的關鍵在於超導儲能技術，超級電容等方面。

總結

微電網作為分散式發電優化集成的一種方式，已經成為世界各國研究的重點，微電網將在未來佔有重要的地位。微電網雖然具有很多優點，但在大規模應用之前，還有許多問題需要解決。

所以微電網技術的發展還將面臨著更多挑戰。但是近年來國家已出台新的政策積極鼓勵新能源的發展並且方便新能源接入配電網，相信的微電網技術會走上高速發展的道路。（來源：重慶大學電氣工程學院）