论综合能源系统时代的微电网和分布式能源
微电网是大电网的有力补充,是综合能源系统的重要组成部分。微电网与分布式能源结合在城市社区、工商业区域及偏远地区有广泛的应用前景。
(一) 综合能源系统
进入二十一世纪以后,能源系统的发展进入了第三个演化阶段,分布式能源的兴起正在推动能源系统进入综合能源系统时代。

图一:综合能源系统时代示意图
未来能源的利用及供应仅仅由单一的集中式能源系统或者分布式能源系统都不能得以满足,而将是集中式能源系统和分布式能源系统加速整合共同服务,这就给分布式能源接入电网、用户侧的分布式能源供应及用能管理响应提出了挑战,正是微电网的兴起的内在因素。
(二) 微电网与分布式能源构建了多元化应用

图二:微电网结构示意图
微电网(MicroGrid)是由分布式发电设备、用电负荷、监控/保护和自动化装置等组成(必要时含储能设备),是一个能够实现内部电力电量基本平衡的小型电力网络。它既可以与外部电网并网运行,也可以离网独立运行。
离网型微电网不与电网联接,一般应配置储能设备,应用场景包括解决海岛和偏远地区的用电问题。并网型微电网通常与外部大电网联网运行,且具备并离网切换与独立运行能力:当微电网电源功能不足时可以通过大电网补充缺额,发电量大时可以将多余电量馈送回大电网。必要时,两种模式间可以进行切换,这充分维护了微电网和大电网的安全稳定运行。
(三) 分布式能源在离岸海岛微电网的应用

图三:海岛通信基站微电网示意图
海岛由于远离海岸,无市电供给,离网型微电网可以解决这些偏远地区的用电问题。海岛通信基站微电网匹配了光伏和风力分布式能源,以及储能设备,独立为通信基站的通信和配套设备提供每天24小时电力。整套系统的成本比架设电网的方式更低,供电也更加可靠。
同时该系统完全使用风能、太阳能等可再生能源,减少化石能源的消耗,减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、灰尘的污染物的排放,实现绿色低碳的能源供应。
(四) 分布式能源在城市社区微电网中的应用

图四:欧雷夫园区的能源系统
欧雷夫园区的能源系统通过智能微网系统(Micro Smart Grid EUREF)接入园区的光伏发电、风力发电等可再生能源,以及热电联供(CHP)系统、储能系统、充电桩,实现了不同形式能源、不同能源用户及储能系统的智能化接入及管理,满足了园区80%~95%的能源需求。该智能微网系统确保最大化利用园区内可再生能源、减少外部能源输入、实现良好的经济和生态效益。
(五) 小结
微电网是大电网的有力补充,是综合能源系统的重要组成部分。微电网与分布式能源结合在城市社区、工商业区域及偏远地区有广泛的应用前景。随着分布式能源及微电网关键技术突破、政策的大力支持,预计微电网和分布式能源将进入快速发展期。预期未来各地会有更多政府或企业主导的项目上马,微电网和分布式能源相关市场应用前景将非常广阔。