微网—未来能源互联网系统中的“有机细胞”

2017-12-20 10:26:02 来源:电力系统自动化　点击量：评论 (0)

作为未来智能电网的有机单元，微网技术自上世纪九十年代末期提出以来，特别是经近十年来国内外广泛深入的研究、开发与技术示范，得到了快速的发展。同时，传统电力系统也经历了可再生能源渗透率不断提高，需求侧

作为未来智能电网的有机单元，微网技术自上世纪九十年代末期提出以来，特别是经近十年来国内外广泛深入的研究、开发与技术示范，得到了快速的发展。同时，传统电力系统也经历了可再生能源渗透率不断提高，需求侧管理技术、信息技术和控制技术广泛应用的重大变革，并正向能源互联网系统(energy interconnection system,EIS)演变。本文从微网与能源互联网系统在内涵上互相渗透、联系的视角，综述了二者发展现状，并分别总结了二者的典型特征。进一步从位置本地性、源荷多元性、结构多样性、运行灵活性、整体可控性、电网交互性等方面分析了微网在未来能源互联网中的“有机细胞”作用，包括改善电能质量，提高电网可靠性与弹性，增加不同区域之间能量的协调调度、增加负荷的主动调控能力、承载信息双向流动、提高能源总体利用效率等；总结了微网互联构成能源互联网的可能的几种典型形式，最后对支撑能源互联网发展的微网关键技术与设备进行了评述和展望。

1EIS和微网发展现状和典型特征

在需求牵引、技术支持和机制驱动三驾马车拉动下，EIS得到了世界广泛关注，发展迅速。根据信息与能源系统融合紧密程度和各自特点，本文将现有EIS概念划分成两类：一类主要侧重能源网，以信息互联网体系为指导或是少量利用互联网技术的EIS，称为能源优先EIS，记做I类EIS；另一类主要侧重信息互联网，利用信息通信技术（information and communication technology，ICT）实现能源系统优化运行的EIS，称之为信息优先EIS，记为II类EIS。图1梳理了2008年以来国内外主要EIS项目及其分类。

图1 EIS概念发展总况

从现有EIS系统可进一步总结EIS的典型特征，包括：ICT技术广泛应用、能源互联互补、可再生能源高渗透、双向能量和信息流、以电力系统为核心。

微网是可实现本地能量供需平衡的独立可控系统，既可以是仅包含电能终端的微网，也可以是包含冷/热/电/气等多种终端的多能源微网。自微网概念提出以来，特别是经近十年来国内外广泛深入的研究、开发与技术示范，微网得到了快速发展。截至2017年6月，全球共建有1842个微网项目，已投运微网容量达19.3GW。微网的典型特征可总结为位置本地性、源荷多元性、结构多样性、运行灵活性、整体可控性以及电网交互性等六大典型特征。

2微网在EIS中的“有机细胞”作用

微网经十几年的发展，具备了EIS所有必备要素，如多能互补、双向能流、借助微网能量管理技术实现双向信息流指导微网优化运行等，可自主实现“细胞”内能量平衡，初步实现了EIS功能化，因而建设微网是构建EIS的优选和先遣方案。每个独立微网是广域EIS的“有机细胞”，宏观上“细胞”可看作整体可控的虚拟源/荷，互连而成的“细胞群”具有更大灵活性和可控性。微网具有的六大特征与EIS的建设要点高度契合，具体如表1所示。