中國儲能網(wǎng)訊：8月24-26日，由深圳市發(fā)展和改革委員會指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會與南方科技大學(xué)碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機構(gòu)共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應(yīng)用大會與新型儲能技術(shù)青年科學(xué)家論壇在深圳召開。此次大會主題是“開拓新質(zhì)生產(chǎn)力，推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。
大會主辦方邀請6位院士及100位行業(yè)專家分別從新型儲能系統(tǒng)集成解決方案、長時儲能技術(shù)及應(yīng)用、虛擬電廠、工商業(yè)儲能專場、新型儲能電池、新型儲能與電力市場、智能微電網(wǎng)、儲能標準宣貫、新型儲能技術(shù)青年科學(xué)家論壇等12個專場進行充分討論交流。
來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的500余家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，1012位嘉賓參加了本屆大會，其中21家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品解決方案，在線觀眾超過4萬余人觀看了開幕盛況。
本次大會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會和中國儲能網(wǎng)、中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會專家委員會提供學(xué)術(shù)支持！
8月25日下午，國網(wǎng)電力科學(xué)研究院（南瑞集團）有限公司研究員級高級工程師、資深專家唐成虹受邀在“智能微電網(wǎng)專場”分享主題報告，報告題目《微電網(wǎng)運行控制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》。
唐成虹：大家下午好！我是國網(wǎng)電力研究院的資深專家。
我今天的報告分為四個部分：首先介紹微電網(wǎng)的概念，微電網(wǎng)我們稱為是發(fā)配用一體的小型電網(wǎng)。組成微電網(wǎng)的元素，發(fā)電設(shè)備一般是可再生的能源，包括分布式光伏、風機。還有一些儲能裝置，能量轉(zhuǎn)換、監(jiān)控和保護裝置、負荷等，由這些元素共同組成了微電網(wǎng)。
微電網(wǎng)的特征有微型化、自平衡、清潔性、高效性。其他幾個比較好理解，自平衡什么意思呢？就是在微電網(wǎng)內(nèi)部可以達到能量的自給自足，能達到功率和能量的自平衡，這也是微電網(wǎng)很重要的特點。
接下來我們要介紹一下建設(shè)微電網(wǎng)的意義，微電網(wǎng)一個很重要的特點就是既可以接入電網(wǎng)，叫做并網(wǎng)運行，也可以在故障情況下脫離電網(wǎng)獨立運行，微電網(wǎng)是一個可以達到自治的系統(tǒng)。
建設(shè)微電網(wǎng)最主要的意義就是微電網(wǎng)可以促進可再生能源的就地吸納，提高供電可靠性，在這兩方面有非常獨特的優(yōu)勢，也就是我們建設(shè)微電網(wǎng)的意義。
接下來我們介紹第二部分，就是微電網(wǎng)典型場景，我們?yōu)槭裁匆ㄔO(shè)微電網(wǎng)，微電網(wǎng)有哪幾種應(yīng)用場景，我們這里面總結(jié)出五種比較典型的場景：第一個是園區(qū)型微電網(wǎng)，比如我們在深圳自貿(mào)區(qū)等園區(qū)，這些比較重要的園區(qū)，我們可以建立一些園區(qū)的微電網(wǎng)，園區(qū)微電網(wǎng)主要目標就是低碳環(huán)保，以及保障整個園區(qū)可靠的供電，這是我們建設(shè)園區(qū)微電網(wǎng)的典型場景。第二種場景就是智能樓宇微電網(wǎng)，這是一種低壓樓宇的微電網(wǎng)，它的目標主要是實現(xiàn)微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，實現(xiàn)節(jié)能的目標。第三個是臺區(qū)型微電網(wǎng)，這個一般是針對農(nóng)村臺區(qū)，隨著一些扶貧光伏大量接入農(nóng)網(wǎng)，農(nóng)網(wǎng)存在就地消納的問題，在光伏白天大發(fā)的時候會出現(xiàn)過電壓，在晚上遠端會出現(xiàn)低電壓，在臺區(qū)建設(shè)微電網(wǎng)可以提高電能質(zhì)量，提高供電可靠性。
還有一些比較典型的微電網(wǎng)應(yīng)用場景，一個是海島型微電網(wǎng)，我們國家有很多深海的島嶼，這些島嶼供電非常緊張，有些是通過海底電纜過去，有些在很遠的海島是柴發(fā)供電。在這些地區(qū)建設(shè)微電網(wǎng)，可以有效解決海島地區(qū)微電網(wǎng)供電緊張的問題。還有一些離網(wǎng)型微電網(wǎng)，比如我們在云貴西藏等偏遠地區(qū)、山區(qū)、草原，一些很少幾戶的牧民等等，在這種地方，我們可以在這種地方因地制宜建設(shè)微電網(wǎng)，這是離網(wǎng)型微電網(wǎng)，解決偏遠地區(qū)供電緊張的問題。
因為今天主要介紹微電網(wǎng)運行的關(guān)鍵技術(shù)，接下來我介紹一下微電網(wǎng)運行的關(guān)鍵技術(shù)。這里的關(guān)鍵技術(shù)，我們針對的場景是隨著新型電力系統(tǒng)發(fā)展，未來大規(guī)模微電網(wǎng)接入電網(wǎng)的電壓等級會逐步提高。所以我們今天來探討的關(guān)鍵技術(shù)主要針對10千伏及以上，包括35千伏或者更高電壓等級微電網(wǎng)接入，目前還存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)，還有相關(guān)的一些問題。
這里總結(jié)了幾點：一個是存在的技術(shù)挑戰(zhàn)，微電網(wǎng)主要是新能源為主，區(qū)別大電網(wǎng)，大電網(wǎng)是同步電網(wǎng)，一般是同步發(fā)電機作為支撐，所以它的穩(wěn)定性、慣性都比較強。微電網(wǎng)主要是新能源為主，新能源的特點就是，比如光伏會隨著輻照度波動，風機會隨著風速的波動，這樣就導(dǎo)致它遇到故障的話穩(wěn)定性會存在挑戰(zhàn)。另外微電網(wǎng)不僅并網(wǎng)運行，也能離網(wǎng)運行，并離網(wǎng)切換的時候，模式控制如何保證不停電的切換，也存在一些技術(shù)問題。還有源荷不確定性導(dǎo)致的控制問題。還有建設(shè)成本的問題，還有如何提高投資回報率等問題。還有標準和規(guī)范缺失，缺乏頂層設(shè)計和規(guī)劃引領(lǐng)，缺乏統(tǒng)一的接口規(guī)范和技術(shù)標準，相關(guān)標準和規(guī)程缺失。另外運營模式和市場機制尚不健全，缺乏可持續(xù)的商業(yè)模式、缺乏成熟的運營模式等。
針對上面的技術(shù)問題，我們有七大關(guān)鍵技術(shù)：一是微電網(wǎng)的設(shè)計和規(guī)劃的技術(shù)，我們一般常說建設(shè)要規(guī)劃先行，我們微電網(wǎng)的規(guī)劃也是很重要的頂層設(shè)計的環(huán)節(jié)，它主要的目標是要遵循因地制宜，首先做好風光資源的評估，因為它的目標是最大化地消納可再生能源，所以它就是以最大化消納為目標，并且兼顧設(shè)計的原則，比如靈活性、經(jīng)濟性、可靠性。還要兼顧建設(shè)周期、維護成本等，通過這些多維的因素，來構(gòu)建實用可靠的微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計體系，是我們首要的關(guān)鍵技術(shù)。
第二個就是分布式電源和儲能變流器的構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)，微電網(wǎng)離網(wǎng)狀態(tài)是新能源為主，如何提高它的支撐能力，目前很多學(xué)者都在研究構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)，使新能源模擬電網(wǎng)的特性，實現(xiàn)頻率電壓的主動支撐，這對于微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行是具有重要意義的。
第三個是自適應(yīng)的故障隔離和保護技術(shù)，針對微電網(wǎng)在并網(wǎng)和離網(wǎng)不同狀態(tài)的保護電流差異大的問題，如何解決這個問題？我們提出了自適應(yīng)的故障隔離和保護技術(shù)，也就是它可以自動檢測微電網(wǎng)的并網(wǎng)和離網(wǎng)運行狀態(tài)，根據(jù)運行狀態(tài)自動調(diào)整保護定值，實現(xiàn)保護元件的配合，這樣解決微電網(wǎng)在并網(wǎng)和離網(wǎng)保護特性差異大的問題。
第四個關(guān)鍵技術(shù)就是源荷預(yù)測和安全分析技術(shù)。功率預(yù)測是評估新能源的發(fā)電計劃要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，我們一方面結(jié)合氣象因素，對新能源進行預(yù)測，另外就是通過高精度的源荷預(yù)測實現(xiàn)安全分析，它是安全分析控制的基礎(chǔ)，分析微電網(wǎng)的安全運行邊界，實現(xiàn)異常狀態(tài)下的預(yù)警，實現(xiàn)微電網(wǎng)的安全運行。
第五個是微電網(wǎng)并離網(wǎng)不停電切換的技術(shù)，并離網(wǎng)切換過程中，在并網(wǎng)的時候電網(wǎng)作為主力電源，離網(wǎng)狀態(tài)下又是新能源為主力電源，切換過程中，如何實現(xiàn)不停電的平滑切換，這也是很關(guān)鍵的技術(shù)，也是一個技術(shù)挑戰(zhàn)，我們通過研究，在離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)過程中，可以采用同期合閘技術(shù)避免沖擊。在并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)過程中，可以通過自平衡控制技術(shù)，保障微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，從而實現(xiàn)并離網(wǎng)的不停電切換。
第六個是關(guān)于微電網(wǎng)經(jīng)濟運行和能量管理技術(shù)，微電網(wǎng)主要目標是經(jīng)濟運行，如何實現(xiàn)經(jīng)濟運行？我們可以建立微電網(wǎng)經(jīng)濟運行的數(shù)學(xué)模型，通過優(yōu)化調(diào)整目標和參數(shù)，比如來分階段實現(xiàn)求解最優(yōu)解，通過這種方式制訂經(jīng)濟運行的目標。另外在這個基礎(chǔ)之上，基于魯棒優(yōu)化的能量管理策略，提高微電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。
第七是交易機制方面，制訂面向綠證市場的多元交易機制，充分考慮碳市場的影響，建設(shè)面向綠證市場的多元交易機制，也可以通過基于區(qū)塊鏈等先進技術(shù)，來進一步完善微電網(wǎng)的商業(yè)模式。
最后介紹一下我們做過的微電網(wǎng)應(yīng)用案例，我們也是針對這幾個典型應(yīng)用場景方面：一是海島型微電網(wǎng)項目，做過一些浙江、江蘇等海島型微電網(wǎng)，它的特點是充分利用海島豐富的風光和海洋資源，聚焦解決波動性和間歇性，解決海島供電難的問題。
第二類是偏遠地區(qū)離網(wǎng)微電網(wǎng)，我們針對青海西藏等偏遠地區(qū)，來建設(shè)離網(wǎng)型微電網(wǎng)，解決偏遠地區(qū)缺電的問題。
第三類農(nóng)網(wǎng)臺區(qū)微電網(wǎng)項目，在內(nèi)蒙、江蘇等地高比例分布式光伏臺區(qū)，通過柔性互聯(lián)，解決“白天電壓越上限”的問題。
第四個是綠色園區(qū)微電網(wǎng)項目，主要致力于綠色環(huán)保、節(jié)能、高效，來提升供電的可靠性。
第五個就是智能樓宇微電網(wǎng)，包括中央CBD，融合屋頂光伏，中央空調(diào)。蓄冷蓄熱等，實現(xiàn)微電網(wǎng)經(jīng)濟運行，達到低碳環(huán)保的目標。
今天微電網(wǎng)我就跟大家分享到這里，感謝各位專家！
