能源互联网大潮下 新能源发展“硬件”微电网何去何从？

能源互联网概念是在李克强总理提出制定“互联网+行动计划”的基础上逐渐形成的。“能源互联网的提出，对于能源革命具有重要的工具性意义，可以推动我国能源结构优化调整、可以促进新型能源系统的发展。新型能源系统将以电力系统为核心与纽带，多类型能源网络和运输网络高度整合，各个参与主体既是‘生产者’，又是‘消费者’，这将促进新能源更加迅速，更加便捷地加入到能源互联网中。”华北电力大学人文学院副院长、北京能源发展研究基地主任王伟告诉记者。

能源互联网背景下微电网带来的新机遇

如果说，政策助力是让新能源在能源互联网大背景下发挥作用的“软件”，那么微电网或许就是新能源所需要的“硬件”。今年9月，国家能源局新能源司副司长梁志鹏透露，国家能源局正通过三项工作推动新能源微电网发展：一是启动新能源微电网的示范项目建设;二是完善新能源微电网规划和标准体系;三是研究出台支持新能源微电网的政策。

但是，电力行业皆知，独立微电网若没有能源储存系统，可再生能源占总发电来源比率最高只能达到四成。对于微电网而言，选择正确的可再生能源组合策略相当重要，若是整合不佳，将会导致系统出现频率与电压变化，并需要柴油发电机不时开开停停，因而需要许多柴油发电备转容量，结果反而变得依赖柴油。

王伟介绍，目前微电网技术已经有了新的突破，ABB今年9月参与举办于巴塞罗那的全球微电网创新论坛时表示，只要加上自动化系统辅助，独立微电网的可再生能源最高比率可达五成，不需要能源储存系统的辅助。

受访专家和企业均认为，绿能宝也好，家庭光伏系统也好，还是光伏农业创客空间，这些想法在能源互联网化的大背景下，能带来新的商机，但都只停留在尝试的阶段，若要惠及大众，达到理想的生态和经济效益，还需要政策和技术的“保驾护航”。

智能微电网的运行优化以最小的代价换取最大的收益

优化微电网运行的必要性，第一大规模可再生能源发电的突出问题，并网和消纳困难，弃风弃光严重，市场机制和管理体系僵化。这个是存在主要的问题。如果说我要发展微电网，就地消纳，损耗小，配电灵活，多能源互补性强，可推广需求侧管理等互动用能理念，给用户带来更好的收益。

如何提高运行的优化，建立微电网能量管理系统，包括对微电源，储能系统，负荷，以及控制装置进行适当的配置和优化。这个说明外部电网和智能微电网之间的一些关系，通过能量调度优化对负荷，可再生能源，储能进行检测和管理，实现智能微电网运行优化，我们可以对能量因为管理，从而达到运行的效果。主要为用户减少运行成本，增加效益。户用智能微电网系统的结构及特点，这个实验室建设了10MW光伏28.8KW.H储能的微电网系统。在未来5到10年居民用电80%将会自己自主，这种自己自主主要是来自光伏储能微电网的运用。如果光伏和储能瓶颈出现了，这个10年的期限很快就可以突破。

在光伏储能微电网结构，包括光伏阵列，并网逆变器，用电负载，蓄电池组，双向逆变器等等，这个就是我们研究的背景。这个系统有什么特点?就是能量管理和协调控制是我们需要做的。还有交直流双向能量流动，我们既可以并网，也可以独立运行，实现数据通讯一些监控。我们看一下影响光伏储能系统经济运行因素有哪些。

一个是光伏发电系统随机性大，不受人工调度，第二分时电价政策使微电网根据电价变化调整用电策略，第三负荷的接入和切除具有随机性，不能正确预测这个我们展示了光伏发电不稳定性，这个是分析变化的曲线，不但受光照影响，而且会受温度的影响。现在有的企业做了专利，利用光热，水冷，而且对电池板进行冷却，冷却完了以后，热水同时进行热发电，就是综合利用，目的也是提高效率。一个是进行最大功率跟踪，第二个优先使用光伏为负载供电，第三剩余电量用蓄电池储存，可以进一步提高经济效益。

分时定价策略，为了鼓励节约用电，把一天24小时分成几个不同的段，不同段有不同的电价。在晚上或者是中午比较热的时候，用电比较大的时候，电就比较够。如果光伏发电用不了，可以卖到网上，提高收益。在低谷期，我们可以蓄电池充电，高峰期卖出去，利用差价给用户提高收益。这一块比较低，这一块就比较高了。符合的用电量比较大。这条曲线就变得比较曲线了。通过调度可控单元，蓄电池来实现填补。蓄电池的寿命，使用期限一个是充放电次数，重放深度，充放电的功率，因为现在来讲，这个蓄电池价格还是比较高的。如何控制和优化这些参数，这个是做的主要工作。

为了实现微电网经济优化，我们建了一些数学模型，包括蓄电池折旧成本，电网购电成本，淡忘售电车收益，设备运行维护成本。同用户收益来讲，没有这些目标约束的话，收益是无穷大，但是任何目标有限制的及这个限制考虑四个问题，一个是功率平衡的问题等等，这个符合用电安全相关的。这个具体研究方案所做的一些工作，就不再用了。

我们采用了将光伏出力与用电负荷视做区间数，不需要其准确的概率分布，可实施性强。这个是我们建立了一些模型。

这个就是我们针对两种不同的情况，蓄电池更换价格，现在比较好一点，就是2.4万，另外一种是一万多一点，这个给了不同的曲线。这幅图谷期电价时期利用电网为蓄电池充电，红线是电价，在谷期电价时期利用电网为蓄电池充电，由于蓄电池折旧成本较高，蓄电池并未充满，因为充满会对寿命造成很大的影响。到这个就是利用一个模型所获得的一些结果，这个利用不确定模型获得的结果，考虑中午用电不确定性，我在这里做了一些示范调整。更多是用不确定性的变化。以每度电大概花费到底要多少钱所得的结果，所以它的优化是零，实际的调度和实际的情况没有差别的。我们考虑施继兴，考虑不确定性的情况，他们一定的差别。但是它更加适合于现实的情况，因为现实不管是符合用电还好，还是光伏发电也好，都是变化的。我们给它一个范围，你只要在范围变化，这个情况都是适用的。

探讨能源互联网中直流微电网的商业模式

很多人问是不是直流微电网很好?但是任何一个国家电网都是交流的，所有的设备的交流，这样一个直流微电网怎么推广?第一个建立直流微电网孤网系统，第二个直流微电网与某项具体应用相结合。目前来说市面上已经出现了类似的产品，小米插板，一个插板有自带5伏的USB接口，这个是交直流微电网的出现。在未来的时间，我们认为配电问肯定变成直流配电网，但是目前来说直流配电网发展肯定要经过一个过程，采用农村包围城市在一些具体的运用做一些直流的改造，慢慢把直流系统进行发展。

第一个是直流微电网系统，Emergealliaece为是一家位于美国加利福尼亚的企业，其较早就提出直流微电网的概念，2014年7月的报道表示，美国这家公司巡捕，将开始与当地组织合作，旨在把直流微电网的益处带到亚国家。日本电信巨头公司也2014年8月7日宣布，计划将太阳能发电系统等可再生能源所发电力，，以直流方式直接接入智能电网，提供高压直流供电系统一站式服务。现在也是基于光伏的隧道照明系统，直接把那样一个隧道做成微电网系统，它又是一个孤网系统，为什么不直接做成直流微电网。

第二个是直流数据中心，近年来，随着数据量爆炸式增长，作为这些互联网应用服务载体的数据中心如雨后春笋般的不断增加，2014年数据中心耗电占全国用电量的1.58%，中国电信集团数据显示，截至2012年6月底，中国电信全用直流电源系统数已达到450个，直流总容量超过240KA，功率为70000KW，对于直流数据中心，光伏系统发出的电能可以直接采用直流方式并直流穆线，大幅提高系统效率!所以它整套系统也是直流微电网，完全可以把光伏发的电以直流的方式入到电网里面。

这个是船用直流同，ABB船载直流电网在2011年5月推出，是一项振兴直流技术应用的电力业绩忙按，可以为各类传播提供高效配电和电力推进系统，它为采用低压线路的船只设计。2这个是我们和业界一些朋友以后，认为是可行的方案，就是直流LED改造，在写的楼，城市综合体，购物中心等场合，用30%到50%的电能被照明系统消耗。直流LED改造可以提高系统发电效率94%提高到98%，提高系统用电效率，从90%可以提高到96%，负载稳定，利于微电网系统平稳工作，直流微电网可以进行孤弹运行，提高用电安全性，从而提高了自身充电安全可靠性。LED光源在同样的亮度下，其耗电量只是白炽灯的十分之一，但寿命是白炽灯的50倍。这个还没有把而LED自身所节省的能源机损在内。

中国非常规油气产业联盟与中国能源网研究中心将于2015年12月10日在北京举办“2015非常规油气合作伙伴峰会暨非常规油气产业联盟年会”，详情请点击
http://www..com/subject/show_940.html