微網—未來能源互聯網系統中的“有機細胞”

2017-12-20 10:26:02 來源:電力系統自動化　點擊量：評論 (0)

作為未來智能電網的有機單元，微網技術自上世紀九十年代末期提出以來，特別是經近十年來國內外廣泛深入的研究、開發與技術示范，得到了快速的發展。同時，傳統電力系統也經歷了可再生能源滲透率不斷提高，需求側

作為未來智能電網的有機單元，微網技術自上世紀九十年代末期提出以來，特別是經近十年來國內外廣泛深入的研究、開發與技術示范，得到了快速的發展。同時，傳統電力系統也經歷了可再生能源滲透率不斷提高，需求側管理技術、信息技術和控制技術廣泛應用的重大變革，并正向能源互聯網系統(energy interconnection system,EIS)演變。本文從微網與能源互聯網系統在內涵上互相滲透、聯系的視角，綜述了二者發展現狀，并分別總結了二者的典型特征。進一步從位置本地性、源荷多元性、結構多樣性、運行靈活性、整體可控性、電網交互性等方面分析了微網在未來能源互聯網中的“有機細胞”作用，包括改善電能質量，提高電網可靠性與彈性，增加不同區域之間能量的協調調度、增加負荷的主動調控能力、承載信息雙向流動、提高能源總體利用效率等；總結了微網互聯構成能源互聯網的可能的幾種典型形式，最后對支撐能源互聯網發展的微網關鍵技術與設備進行了評述和展望。

1EIS和微網發展現狀和典型特征

在需求牽引、技術支持和機制驅動三駕馬車拉動下，EIS得到了世界廣泛關注，發展迅速。根據信息與能源系統融合緊密程度和各自特點，本文將現有EIS概念劃分成兩類：一類主要側重能源網，以信息互聯網體系為指導或是少量利用互聯網技術的EIS，稱為能源優先EIS，記做I類EIS；另一類主要側重信息互聯網，利用信息通信技術（information and communication technology，ICT）實現能源系統優化運行的EIS，稱之為信息優先EIS，記為II類EIS。圖1梳理了2008年以來國內外主要EIS項目及其分類。

圖1 EIS概念發展總況

從現有EIS系統可進一步總結EIS的典型特征，包括：ICT技術廣泛應用、能源互聯互補、可再生能源高滲透、雙向能量和信息流、以電力系統為核心。

微網是可實現本地能量供需平衡的獨立可控系統，既可以是僅包含電能終端的微網，也可以是包含冷/熱/電/氣等多種終端的多能源微網。自微網概念提出以來，特別是經近十年來國內外廣泛深入的研究、開發與技術示范，微網得到了快速發展。截至2017年6月，全球共建有1842個微網項目，已投運微網容量達19.3GW。微網的典型特征可總結為位置本地性、源荷多元性、結構多樣性、運行靈活性、整體可控性以及電網交互性等六大典型特征。

2微網在EIS中的“有機細胞”作用

微網經十幾年的發展，具備了EIS所有必備要素，如多能互補、雙向能流、借助微網能量管理技術實現雙向信息流指導微網優化運行等，可自主實現“細胞”內能量平衡，初步實現了EIS功能化，因而建設微網是構建EIS的優選和先遣方案。每個獨立微網是廣域EIS的“有機細胞”，宏觀上“細胞”可看作整體可控的虛擬源/荷，互連而成的“細胞群”具有更大靈活性和可控性。微網具有的六大特征與EIS的建設要點高度契合，具體如表1所示。