微網(wǎng)—未來能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的“有機(jī)細(xì)胞”

2017-12-20 10:26:02 來源:電力系統(tǒng)自動(dòng)化　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

作為未來智能電網(wǎng)的有機(jī)單元，微網(wǎng)技術(shù)自上世紀(jì)九十年代末期提出以來，特別是經(jīng)近十年來國(guó)內(nèi)外廣泛深入的研究、開發(fā)與技術(shù)示范，得到了快速的發(fā)展。同時(shí)，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)也經(jīng)歷了可再生能源滲透率不斷提高，需求側(cè)管理技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)廣泛應(yīng)用的重大變革，并正向能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(energy interconnection system,EIS)演變。本文從微網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在內(nèi)涵上互相滲透、聯(lián)系的視角，綜述了二者發(fā)展現(xiàn)狀，并分別總結(jié)了二者的典型特征。進(jìn)一步從位置本地性、源荷多元性、結(jié)構(gòu)多樣性、運(yùn)行靈活性、整體可控性、電網(wǎng)交互性等方面分析了微網(wǎng)在未來能源互聯(lián)網(wǎng)中的“有機(jī)細(xì)胞”作用，包括改善電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)可靠性與彈性，增加不同區(qū)域之間能量的協(xié)調(diào)調(diào)度、增加負(fù)荷的主動(dòng)調(diào)控能力、承載信息雙向流動(dòng)、提高能源總體利用效率等；總結(jié)了微網(wǎng)互聯(lián)構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)的可能的幾種典型形式，最后對(duì)支撐能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的微網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行了評(píng)述和展望。

1EIS和微網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和典型特征

在需求牽引、技術(shù)支持和機(jī)制驅(qū)動(dòng)三駕馬車?yán)瓌?dòng)下，EIS得到了世界廣泛關(guān)注，發(fā)展迅速。根據(jù)信息與能源系統(tǒng)融合緊密程度和各自特點(diǎn)，本文將現(xiàn)有EIS概念劃分成兩類：一類主要側(cè)重能源網(wǎng)，以信息互聯(lián)網(wǎng)體系為指導(dǎo)或是少量利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的EIS，稱為能源優(yōu)先EIS，記做I類EIS；另一類主要側(cè)重信息互聯(lián)網(wǎng)，利用信息通信技術(shù)（information and communication technology，ICT）實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的EIS，稱之為信息優(yōu)先EIS，記為II類EIS。圖1梳理了2008年以來國(guó)內(nèi)外主要EIS項(xiàng)目及其分類。

圖1 EIS概念發(fā)展總況

從現(xiàn)有EIS系統(tǒng)可進(jìn)一步總結(jié)EIS的典型特征，包括：ICT技術(shù)廣泛應(yīng)用、能源互聯(lián)互補(bǔ)、可再生能源高滲透、雙向能量和信息流、以電力系統(tǒng)為核心。

微網(wǎng)是可實(shí)現(xiàn)本地能量供需平衡的獨(dú)立可控系統(tǒng)，既可以是僅包含電能終端的微網(wǎng)，也可以是包含冷/熱/電/氣等多種終端的多能源微網(wǎng)。自微網(wǎng)概念提出以來，特別是經(jīng)近十年來國(guó)內(nèi)外廣泛深入的研究、開發(fā)與技術(shù)示范，微網(wǎng)得到了快速發(fā)展。截至2017年6月，全球共建有1842個(gè)微網(wǎng)項(xiàng)目，已投運(yùn)微網(wǎng)容量達(dá)19.3GW。微網(wǎng)的典型特征可總結(jié)為位置本地性、源荷多元性、結(jié)構(gòu)多樣性、運(yùn)行靈活性、整體可控性以及電網(wǎng)交互性等六大典型特征。

2微網(wǎng)在EIS中的“有機(jī)細(xì)胞”作用

微網(wǎng)經(jīng)十幾年的發(fā)展，具備了EIS所有必備要素，如多能互補(bǔ)、雙向能流、借助微網(wǎng)能量管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向信息流指導(dǎo)微網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行等，可自主實(shí)現(xiàn)“細(xì)胞”內(nèi)能量平衡，初步實(shí)現(xiàn)了EIS功能化，因而建設(shè)微網(wǎng)是構(gòu)建EIS的優(yōu)選和先遣方案。每個(gè)獨(dú)立微網(wǎng)是廣域EIS的“有機(jī)細(xì)胞”，宏觀上“細(xì)胞”可看作整體可控的虛擬源/荷，互連而成的“細(xì)胞群”具有更大靈活性和可控性。微網(wǎng)具有的六大特征與EIS的建設(shè)要點(diǎn)高度契合，具體如表1所示。

責(zé)任編輯：lixin

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