編者按：微電網(wǎng)作為一種全新發(fā)電配電供電模式，不僅能促進可再生能源的柔性就地消納，還使主動配電網(wǎng)更好地為用戶提供可靠、優(yōu)質(zhì)、高效的多元化電力服務(wù)。鑒于國內(nèi)外微電網(wǎng)實際工程較少，微電網(wǎng)接入電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定相對滯后。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的快速隔離、并網(wǎng)狀態(tài)與孤網(wǎng)狀態(tài)的無縫切換以及微電網(wǎng)內(nèi)部穩(wěn)定控制仍是微電網(wǎng)面臨的三大核心問題。

微電網(wǎng)及背景介紹

中國高比例可再生能源發(fā)展路線

中國2050高比例可再生能源路線圖發(fā)布

從上圖可以看出，在2050年之前我們的可再生能源的比例是越來越高。2030年，爭取可再生能源電力達(dá)到57%；2050年基本實現(xiàn)我國能源生產(chǎn)和消費革命，化石能源總量不超過10億噸；到2050年使可再生能源在消費比例中達(dá)到60%以上，在總發(fā)電量中得比例達(dá)到86%以上，形成可再生能源為主的能源體系。

光伏發(fā)電占比不斷上升，將是未來主要能源之一

能源規(guī)劃：高比例情景下風(fēng)電、太陽能發(fā)電發(fā)展階段示意圖

從上圖中可看出，風(fēng)電和太陽能是未來的新能源發(fā)展的最好的兩種途徑。

截止到2016年底，國內(nèi)光伏裝機總量超過70GW；2020年，太陽能發(fā)電裝機達(dá)到110GW以上，其中分布式光伏60GW以上。2050年實現(xiàn)太陽能發(fā)電裝機27億千瓦，風(fēng)電和太陽能發(fā)電合計占全部發(fā)電量的64%。

局部地區(qū)光伏發(fā)電滲透率不斷提高

下圖是我國高比例示范城市的一些規(guī)劃，比如在甘肅、青海、新疆，這些地方的新能源裝機比例實際上是遠(yuǎn)超于全省的裝機比例。

注：數(shù)字來源于相關(guān)文件，截止2016二季度

新能源裝機比例均超過全省電力裝機35%，其中青海地區(qū)光伏裝機比例超過35%。

《金寨縣創(chuàng)建國家高比例可再生能源示范縣規(guī)劃》：

2020年，建成可再生能源發(fā)電裝機5.7GW，其中光伏發(fā)電3.2GW，風(fēng)電0.8GW，水電1.6GW(含1.2GW瓦抽水蓄能)，生物質(zhì)發(fā)電0.1GW。

2020年，建成40000戶光伏扶貧發(fā)電項目，基本覆蓋全縣符合條件的建檔立卡貧困戶。

2025年，實現(xiàn)城區(qū)范圍無燃煤(油)區(qū)域、100%的家庭用能清潔化、可再生能源占城鄉(xiāng)居民生活用能比重達(dá)到90%。

電網(wǎng)環(huán)境日益復(fù)雜，光伏接入面臨多樣性挑戰(zhàn)

注：波形均來源于實際現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)

當(dāng)然，隨著光伏風(fēng)電等新能源的接入，由于電網(wǎng)環(huán)境會日益復(fù)雜化。大家可以從上圖中看出，隨著分布式高滲透率的接入，會造成一些大型電站出現(xiàn)電網(wǎng)的諧震、電壓頻率的異常；分布式電站會出現(xiàn)一些電壓的波動、功率因素下降；互用電站會出現(xiàn)一些三相不平衡，電壓抬升等一些現(xiàn)象。

電源結(jié)構(gòu)不合理，送出困難是阻礙高比例可再生能源發(fā)展的因素之一

從這張圖中可以看出，我們中國的電源結(jié)構(gòu)是很不合理的。在西班牙、德國和美國，他們從核電、煤電、氣電、油電、水電到風(fēng)電的分配比例還是比較合理的。但在中國，煤電占據(jù)了大部分，風(fēng)電和太陽能占據(jù)很少。

所以就造成了我國新能源集中的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一，以火電為主，且供熱機組比重大，調(diào)峰能力有限，燃油燃?xì)饧俺樗艿褥`活調(diào)節(jié)電源不足2%，西班牙高達(dá)34%；美國高達(dá)47%。

各國電源結(jié)構(gòu)對比圖

新能源微電網(wǎng)相關(guān)政策

自2015年以來，國家能源局發(fā)布的一系列文件,為新能源微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2015年國家發(fā)布的《關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導(dǎo)意見》，2016-2017年出現(xiàn)的一些微電網(wǎng)、多能互補、能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目，以及2017年7月底的《推進并網(wǎng)微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》等等，都是為國家的能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補以及微電網(wǎng)示范項目的建設(shè)奠定了很好地政策基礎(chǔ)。

并網(wǎng)型微電網(wǎng)相關(guān)政策試行辦法

目的

在國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》中，明確規(guī)定了：

為有力推進電力體制改革，切實規(guī)范、促進微電網(wǎng)健曖行蚍⒄梗建立集中不分布式協(xié)同、多元融合、供需互動、高效配置的能源生產(chǎn)不消費體系。

為推進能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，促進并規(guī)范微電網(wǎng)健康發(fā)展，引導(dǎo)分布式電源和可再生能源的就地消納，建立多元融合、供需互動、高效配置的能源生產(chǎn)不消費模式，推動清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系建設(shè)。

并網(wǎng)型微電網(wǎng)的特征

從國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》中，我們可以看出，微電網(wǎng)實際上包含以下四大功能：

除以上微電網(wǎng)的四大特征以外，同時，國家針對微電網(wǎng)也推出了2個國家標(biāo)準(zhǔn)，可能會在今年年底全部執(zhí)行：一個是關(guān)于微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，另一個是微電網(wǎng)的測試規(guī)范。

微電網(wǎng)技術(shù)方案

這個部分主要介紹陽光電源微電網(wǎng)項目的技術(shù)方案：

合肥市高新區(qū)微電網(wǎng)示范項目

如框圖所示，實際上我們申請的是35KV接入的微電網(wǎng)示范項目，供給側(cè)、發(fā)電側(cè)主要是包含光伏發(fā)電和儲能等相關(guān)發(fā)電單元和儲能單元。

其中，關(guān)于用戶側(cè)、負(fù)荷側(cè)、需求側(cè)這塊包含有充電樁、中央空調(diào)、水泵、照明系統(tǒng)、冷卻塔、空壓機房等等。通過微電網(wǎng)運營管理平臺，能夠把這種供給側(cè)和需求側(cè)聯(lián)動起來，能夠達(dá)到綜合優(yōu)化。

項目介紹/微電網(wǎng)關(guān)鍵指標(biāo)

關(guān)于微電網(wǎng)的一些關(guān)鍵指標(biāo)，從下表可以看出，項目的指標(biāo)在國家整個微電網(wǎng)規(guī)定的范圍內(nèi)還是相當(dāng)有競爭力的。其中，可再生能源的滲透率可以達(dá)到100%；供電可靠性達(dá)到99.99%；電量自給率接近100%；對大電網(wǎng)的最大功率交換率遠(yuǎn)小于國家規(guī)定的25%，僅為15%。

微電網(wǎng)的運行模式

關(guān)于我們所說的低碳節(jié)能模式、經(jīng)濟模式，其實可以衍生出各種各樣的功能、結(jié)構(gòu)和模塊。包括削峰填谷模式、恒功率模式、恒電壓模式、調(diào)頻調(diào)峰模式、峰谷平電模式等功能。

下面我把每一種功能模式簡單地說一下：

電網(wǎng)友好模式/削峰填谷模式

在光儲系統(tǒng)中，通過對光伏電力的能量搬移，可以使得不穩(wěn)定的新能源電力變成穩(wěn)定的高品質(zhì)電力產(chǎn)品，有效改善整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出特性，提高光伏電站收益。

在削峰填谷模式中可以看出，我們可以對分布式光伏電站的輸出功率進行平滑；

通過添加儲能，縮小計劃發(fā)電和實際發(fā)電的偏差；

通過微電網(wǎng)，可以改善并網(wǎng)的友好性，能夠使輸出的諧波、電能質(zhì)量等各個方面達(dá)到進一步提高；

通過添加儲能，提高光伏系統(tǒng)的超配能力。關(guān)于提高光伏系統(tǒng)的超配能力，在國外，光伏系統(tǒng)超配能力從1.1到2倍。前幾年光伏系統(tǒng)出現(xiàn)泄發(fā)能力，但是通過我們添加儲能設(shè)備，通過微電網(wǎng)的優(yōu)化運行，可以讓光伏系統(tǒng)在出現(xiàn)超配的情況下，也照樣能夠不泄發(fā)。

電網(wǎng)友好模式/恒功率、恒電壓交互模式

下圖是我們工廠真實的負(fù)荷曲線。橫坐標(biāo)是時間，縱坐標(biāo)是功率，藍(lán)色的曲線是負(fù)荷。

在負(fù)荷曲線峰值時，會超過最大負(fù)荷，從而加大容量電價。通過實現(xiàn)微電網(wǎng)的橫電壓、恒電力交互模式，能夠把容量電價有效降低，從而提高經(jīng)濟效益。

電網(wǎng)友好模式/調(diào)頻調(diào)峰

微網(wǎng)中的儲能應(yīng)用于調(diào)頻調(diào)壓，提高大規(guī)模新能源醞后電網(wǎng)穩(wěn)定性。以下這張圖是關(guān)于微電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰的功能運用。

在調(diào)頻方面，主要是用在發(fā)電廠的二次調(diào)頻階段。目前，尤其是在東北、西北、華北這種電廠，會按2個考核來考核它的調(diào)頻性能。所以我們采用這個儲能形式后，通過是以微電網(wǎng)的形式能夠保證二次調(diào)頻從它響應(yīng)的精度、時間、快速性方面都能達(dá)到要求，從而對微電網(wǎng)能夠起到電力系統(tǒng)輔助服務(wù)。

電網(wǎng)友好模式/峰谷平電價模式

關(guān)于微電網(wǎng)模式中，并網(wǎng)型電網(wǎng)有個峰谷平電價模式，這也是微電網(wǎng)的一個經(jīng)濟優(yōu)化手段。

上圖藍(lán)色曲線中，低谷的時候進行充電，高峰的時候進行放電，這樣能夠使負(fù)荷及其發(fā)電側(cè)達(dá)到真正的優(yōu)化、配合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電與負(fù)荷相配合，降低它的尖峰電價、容量電價，實現(xiàn)峰谷平電價。

電網(wǎng)友好模式/虛擬同步技術(shù)提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性

下圖給大家展示的是儲能逆變器比較有特色的的特性——虛擬同步電機VSG技術(shù)，這種技術(shù)可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

基于虛擬同步發(fā)電機技術(shù)的光儲系統(tǒng)能夠增強局域電網(wǎng)的慣性，同時，逆變器實現(xiàn)如同步發(fā)電機類似的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻，抑制負(fù)載投切引起的電壓/頻率波動，改善微網(wǎng)電能質(zhì)量，同時，通過VSG這種外特性曲線，實現(xiàn)以電壓源形式、燃?xì)廨啓C、柴油機、電網(wǎng)連接，實現(xiàn)供電的無縫切換。下圖可以看出有VSG技術(shù)和無VSG技術(shù)的一些對比：

電網(wǎng)友好模式/改善電能質(zhì)量

參考《功率因數(shù)調(diào)整電費辦法》，儲能系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)工廠的功率因數(shù)，達(dá)到減少月電費的目的。

上表可以看得出來是微電網(wǎng)功能對電能質(zhì)量的改善，在用電側(cè)以及企業(yè)中間，如果功率因素低于0.9的話，會遭到電網(wǎng)公司的罰款。

從右上面這張圖看出，如果純粹裝了光伏發(fā)電的話，有可能會導(dǎo)致功率因素的下降。但是通過我們微電網(wǎng)的資質(zhì)特性，再加上儲能、光伏逆變器發(fā)無功的特性，能夠?qū)⒐β室蛩靥嵘?.9及其以上。這樣的話，一方面避免電網(wǎng)公司帶來的罰款，另一方面，電能質(zhì)量也能夠得到進一步提升。

電網(wǎng)友好模式/低碳模式—充分消納新能源發(fā)電

低碳節(jié)能模式，顧名思義，主要是充分消納新能源發(fā)電，能夠提高它的自發(fā)自率。一方面，光儲進行能量轉(zhuǎn)移，減少余電上網(wǎng)，同時實現(xiàn)光伏在超配的情況下，避免光伏的棄光限發(fā)，提高系統(tǒng)收益。

另一方面，在光伏發(fā)電過剩情況下，通過加入優(yōu)先啟動移動式儲能--新能源電動大巴、充電樁，將電能很好地反饋到電網(wǎng)中間，將蓄電池僅作后備電源用。

電網(wǎng)友好模式/為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù)

說到微電網(wǎng)，必須要說到虛擬電廠。多數(shù)人認(rèn)為，在很多情況下，虛擬電廠和微電網(wǎng)行使的功能是一樣的，也是在調(diào)動新能源供給側(cè)、發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)協(xié)調(diào)的優(yōu)化共識。

但是實際上，虛擬電廠和微電網(wǎng)之間還是有細(xì)小的區(qū)分的。微電網(wǎng)可以實現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)運行，可以在孤島模式下保障電能質(zhì)量的可靠運行，同時，微網(wǎng)可以實現(xiàn)一些自制功能。而虛擬電廠實現(xiàn)的僅僅是多個電廠、多個負(fù)荷的協(xié)調(diào)功能。

虛擬電廠，通過實施一攬子節(jié)能計劃，形成規(guī)?；墓?jié)電能力，減少電力用戶的電力消耗需求，從而達(dá)到不擴建電力供應(yīng)系統(tǒng)相同目的。

可實現(xiàn)對大量分布式電源的靈活控制，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

與大數(shù)據(jù)相結(jié)合：對于發(fā)電企業(yè)，可以預(yù)測發(fā)電情況和電網(wǎng)負(fù)荷，實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度。對用電企業(yè)，可以預(yù)測用電量，結(jié)合電價信息，進行需求響應(yīng)。

微電網(wǎng)的離網(wǎng)模式/用電可靠性大幅度的提高

在微電網(wǎng)的離網(wǎng)模式情況下，最主要的目的是保證用電可靠性的大幅度提高。目前來說，尤其是電動汽車充電樁，是屬于柔性負(fù)荷，它既是一種發(fā)電負(fù)載，又是一種用電設(shè)備。

同時可以在微電網(wǎng)的離網(wǎng)模式下，可以將園區(qū)或企業(yè)的電動大巴、電動汽車作為后備儲能系統(tǒng)，通過所謂的雙向充電樁功能，可將電動大巴車的能量釋放到電網(wǎng)中間，或者將電動大巴能量通過能量綜合站收集起來，歸整個園區(qū)能量進行調(diào)配、使用。

光伏+儲能深度融合，構(gòu)建智能微電網(wǎng)增加用能的可靠性

下圖是光伏+儲能的深度融合構(gòu)建，可以為我們的智能微電網(wǎng)增加一些用能的可靠性。通過我們的這種集成平臺、智慧分布式能源管理云平臺以及智能微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)可控儲能、分布式能源，柔性負(fù)荷、配電設(shè)備。

通過微電網(wǎng)可以實現(xiàn)大量分布式電源接入

保證了對配電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生盡可能小的影響

能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源的“即插即用”，提高利用效率

大電網(wǎng)掉電可以離網(wǎng)應(yīng)急供電

微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的安全性分析

充分利用新能源分布式發(fā)電，不電網(wǎng)的交互功率降低；

異常情況下快速隔離，對大電網(wǎng)無影響；

可并網(wǎng)孤網(wǎng)運行，即插即用、無縫切換；

具有儲能系統(tǒng)，可削峰填谷；

高可靠供電，安全穩(wěn)定；

適應(yīng)中國電力管理體制；

支持多能融合的分布式能源系統(tǒng)。

綠色電力交易平臺

上面介紹了陽光電源關(guān)于微電網(wǎng)的示范項目，下面介紹陽光電源基于能源互聯(lián)網(wǎng)的項目。

合肥高新區(qū)基于分布式綠色能源靈活交易的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目

這個能源互聯(lián)網(wǎng)項目主要是基于分布式綠色能源靈活交易平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)對分布式屋頂光伏，包括儲能設(shè)備對工商業(yè)用戶、電動汽車用戶能夠?qū)崿F(xiàn)有效的聯(lián)動。一方面，能夠促進分布式發(fā)展，另一方面，能夠促進分布式的就近消納、實現(xiàn)所謂的隔墻售電，也叫做所謂的自發(fā)自用，余量售電的模式。

分布式綠色能源靈活交易平臺的商業(yè)模式

這個綠色交易平臺，它涵蓋了一些企業(yè)主要涉及到的，包括電網(wǎng)公司、售電企業(yè)、光伏發(fā)電站投資企業(yè)和工商業(yè)用戶等等。通過這個綠色交易平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)綠色電力交易的實時交易，或者叫現(xiàn)貨交易。

電力交易平臺可以收集各個參不交易的分布式光伏電站發(fā)電信息；

電力交易平臺同時收集參不電力交易的用電企業(yè)用電信息；

電力交易平臺實時公布參不交易的售電公司的相關(guān)信息；

推出相關(guān)電費交易套餐；

負(fù)責(zé)電費賬單的發(fā)放不電費清結(jié)算。

綠色電能交易平臺

綠色交易平臺主要涵蓋的功能包括注冊報裝報修、交易管理、合同管理、市場分析、購售電結(jié)算、過網(wǎng)補貼結(jié)算以及信息發(fā)布等功能。

高新區(qū)分布式電力交易平臺的建設(shè)在充分考慮電力市場改革政策等各方面因素下，在現(xiàn)有的電網(wǎng)、新能源分布式電網(wǎng)等基礎(chǔ)上，借助于新的能源技術(shù)、信息技術(shù)和商業(yè)模式，推動分布式新能源參不電力交易市場，確保電網(wǎng)運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，促進分布式新能源的發(fā)展。

光伏發(fā)電交易平臺界面

交易平臺主要功能

綠色電力交易平臺

交易與支付流程

關(guān)于這個綠色電力交易平臺的交易和支付流程如上圖所示，通過會員中心出金申請到運營支撐系統(tǒng)會員出金審核到支付網(wǎng)關(guān)來形成支付訂單到通過第三方支付或者銀行交易平臺來實現(xiàn)交易。同時，通過這四個方面，再通過一個閉環(huán)回歸能夠達(dá)到真正地實現(xiàn)交易和支付流程的全部完結(jié)過程。

綠色電力交易平臺合作模式/

電網(wǎng)、政府、社會資本三方合作

合肥高新區(qū)“一區(qū)五片三心四廊”的空間布局；

220kV變電站2座、110kV變電站4座；

七大創(chuàng)新平臺之一的分布式智慧能源創(chuàng)新平臺；

國家首批分布式光伏發(fā)電應(yīng)用示范區(qū)，分布式光伏電站超100MW；

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)適宜開展分布式發(fā)電市場化交易；

高新區(qū)分布式電力交易平臺公司-股權(quán)比例

平臺建設(shè)目標(biāo)

2020年，分布式電力交易平臺業(yè)務(wù)范圍擴展到高新區(qū)全部在運光伏電站，平臺用戶容量大于20家，實際交易用戶大于100家，參不交易的分布式光伏發(fā)電總裝機超300MW，實現(xiàn)年交易電量7200萬千瓦時，創(chuàng)造經(jīng)濟效益1080萬元，二氧化碳減排6.15萬噸。

綠色電力交易平臺/意義

為電網(wǎng)企業(yè)、政府提供綠色能源數(shù)據(jù)監(jiān)測；

為園區(qū)分布式發(fā)電業(yè)主、用電企業(yè)提供精細(xì)化用電服務(wù)；

促進可再生能源在局域電網(wǎng)就近消納，降低電網(wǎng)負(fù)荷；

滿足電網(wǎng)、用能企業(yè)未來可再生能源配額考核需求；

為“綠證”、碳排放權(quán)（CCER）交易落地提供結(jié)算服務(wù)；

降低企業(yè)用能成本，提升分布式新能源投資回報率；

解決分布式發(fā)電自發(fā)自用部分結(jié)算難題。

微電網(wǎng)經(jīng)濟性探討

微電網(wǎng)的推進建設(shè)辦法中都提到，微電網(wǎng)在各省的運營是各個省市單獨備案的。所以在微電網(wǎng)中間，應(yīng)該是由于實現(xiàn)了大量的分布式能源，尤其在這種帶有自發(fā)自用的太陽能電站中，可實現(xiàn)3-4年回本。在微電網(wǎng)中，大量使用太陽能和風(fēng)能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)快速回本。

根據(jù)《供電營業(yè)規(guī)則》，用電企業(yè)容量費的收取分為兩種：

按最大容量：按照負(fù)荷最大功率交容量費，同時須≥變壓器銘牌額定容量的40%。

按基本容量：按照變壓器銘牌上的額定功率交容量費，且不能向供電局申請降低報備容量。

可以通過微電網(wǎng)，負(fù)荷的需求側(cè)管理，以及增加儲能，來實現(xiàn)優(yōu)化，來降低容量的“最大需量”。通過這種方法，來降低電價。

如：上海最大需量費42元/kVA*月，則每kw儲能裝機年收益：42*12=504；

若按基本容量收費，儲能系統(tǒng)除降低容量費外，還可減少變壓器擴容及線路改造等相關(guān)費用。

在東北、西北、華北這些地區(qū)的電廠中存在著一些針對2個考核細(xì)則出現(xiàn)的考核，我們可以通過一次調(diào)頻、二次調(diào)頻、電網(wǎng)調(diào)峰、峰谷套利，來實現(xiàn)微網(wǎng)的經(jīng)濟性。

可一次調(diào)頻，也可二次調(diào)頻

電網(wǎng)調(diào)峰、峰谷套利

建設(shè)微電網(wǎng)，不光有國家大的政策支持，還包括現(xiàn)在各大電網(wǎng)公司都在探討微電網(wǎng)各個方面的建設(shè)，益處頗多：

系統(tǒng)損耗進一步降低

新能源發(fā)電就近消納，發(fā)電側(cè)不用電側(cè)實現(xiàn)就地平衡，避免長距離輸配電的傳輸損耗5-7%。

綜合能效進一步提升

可以實現(xiàn)多能互補、電動汽車多重利用、能量的優(yōu)化調(diào)度，提升能源綜合利用效率20%。

用能可靠性進一步增強

電動汽車在離網(wǎng)情況下，向微電網(wǎng)輸電，用能的可靠性進一步增強，低成本提高用能可靠性，引導(dǎo)用能行為習(xí)慣，節(jié)約用能10%。

原標(biāo)題:很實戰(zhàn)！陽光電源在示范項目中是如何解決微電網(wǎng)技術(shù)難題的？