微網(wǎng)—未來能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的“有機細胞”

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

作為未來智能電網(wǎng)的有機單元，微網(wǎng)技術自上世紀九十年代末期提出以來，特別是經(jīng)近十年來國內(nèi)外廣泛深入的研究、開發(fā)與技術示范，得到了快速的發(fā)展。同時，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、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(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。進一步從位置本地性、源荷多元性、結(jié)構多樣性、運行靈活性、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“有機細胞”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、增加負荷的主動調(diào)控能力、承載信息雙向流動、提高能源總體利用效率等；總結(jié)了微網(wǎng)互聯(lián)構成能源互聯(lián)網(wǎng)的可能的幾種典型形式，最后對支撐能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的微網(wǎng)關鍵技術與設備進行了評述和展望。

1EIS和微網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和典型特征

在需求牽引、技術支持和機制驅(qū)動三駕馬車拉動下，EIS得到了世界廣泛關注，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，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)體系為指導或是少量利用互聯(lián)網(wǎng)技術的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（information and communication technology，ICT）實現(xiàn)能源系統(tǒng)優(yōu)化運行的EIS，稱之為信息優(yōu)先EIS，記為II類EIS。圖1梳理了2008年以來國內(nèi)外主要EIS項目及其分類。

圖1 EIS概念發(fā)展總況

從現(xiàn)有EIS系統(tǒng)可進一步總結(jié)EIS的典型特征，包括：ICT技術廣泛應用、能源互聯(lián)互補、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)是可實現(xiàn)本地能量供需平衡的獨立可控系統(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)近十年來國內(nèi)外廣泛深入的研究、開發(fā)與技術示范，微網(wǎng)得到了快速發(fā)展。截至2017年6月，全球共建有1842個微網(wǎng)項目，已投運微網(wǎng)容量達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)構多樣性、運行靈活性、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“有機細胞”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、雙向能流、借助微網(wǎng)能量管理技術實現(xiàn)雙向信息流指導微網(wǎng)優(yōu)化運行等，可自主實現(xiàn)“細胞”內(nèi)能量平衡，初步實現(xiàn)了EIS功能化，因而建設微網(wǎng)是構建EIS的優(yōu)選和先遣方案。每個獨立微網(wǎng)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(wǎng)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。