近期，2018年政府工作報(bào)告出爐。報(bào)告明確提出了2018年要堅(jiān)決打好“三大攻堅(jiān)戰(zhàn)”，即推動(dòng)重大風(fēng)險(xiǎn)防范化解取得明顯進(jìn)展，加大精準(zhǔn)脫貧力度，推進(jìn)污染防治取得更大成效。其中，由于對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整是推進(jìn)“污染防治”的重要實(shí)施途徑，加快落實(shí)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型之路的步伐已經(jīng)是箭在弦上。

微電網(wǎng)撬動(dòng)能源轉(zhuǎn)型

3月20日，兩會(huì)剛剛落下帷幕，國(guó)家能源局就發(fā)布了《分布式發(fā)電管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》，要求創(chuàng)新分布式發(fā)電市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模式，加快可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，提高能源效率。分布式發(fā)電成為電力體制改革的重要抓手。一時(shí)間，能源圈里叫好聲一片。

毫無(wú)疑問(wèn)，作為分布式發(fā)電與配電網(wǎng)連接的橋梁，以及對(duì)主電網(wǎng)的有力補(bǔ)充，微電網(wǎng)在助力國(guó)家能源轉(zhuǎn)型和電力體制改革方面，將擔(dān)當(dāng)重要角色。早在2015年，國(guó)家能源局就發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，意味著新能源微電網(wǎng)上升至國(guó)家戰(zhàn)略層面。

微電網(wǎng)的部署強(qiáng)調(diào)新技術(shù)的應(yīng)用，使分布式能源圍繞共同目標(biāo)進(jìn)行協(xié)作，并幫助運(yùn)營(yíng)方制定可優(yōu)化互聯(lián)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)和管理的分析戰(zhàn)略，以及緩解雙向電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)局限。微電網(wǎng)通過(guò)對(duì)安全和可靠的運(yùn)營(yíng)、分布式能源控制以及優(yōu)化能源控制等方面的技術(shù)完善，從而達(dá)到通過(guò)高效分布式能源集成以及靈活的控制，以符合經(jīng)濟(jì)、低碳、安全等全球能源轉(zhuǎn)型的期望。

可以說(shuō)，微電網(wǎng)在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中體現(xiàn)了巨大價(jià)值，這包括借助分布式能源的靈活性節(jié)省資金;減少對(duì)化石燃料的依賴性，最大限度進(jìn)行本地能源的自產(chǎn)自銷，限制二氧化碳排放;在能源效率和自給能力的幫助下降低本地可再生能源的成本等等。

尋求高效的實(shí)施路徑

作為全球能效管理與自動(dòng)化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領(lǐng)導(dǎo)者，施耐德電氣認(rèn)為，正所謂“工欲善其事，必先利其器”。微電網(wǎng)從來(lái)都不是以一個(gè)單一的狀態(tài)存在的。根據(jù)與主電網(wǎng)的連接關(guān)系，微電網(wǎng)有并網(wǎng)和離網(wǎng)之分，根據(jù)所有權(quán)類型，又有公共和社區(qū)之分。相應(yīng)地，相關(guān)的技術(shù)特性和組件可能會(huì)有所不同。在實(shí)際應(yīng)用中，微電網(wǎng)帶來(lái)的機(jī)遇和項(xiàng)目在商業(yè)模式和商業(yè)環(huán)境、實(shí)際環(huán)境以及技術(shù)內(nèi)容和工作范圍上，也會(huì)有所不同。因此，成功的微電網(wǎng)項(xiàng)目需要以具體情況而實(shí)施。在面對(duì)實(shí)施過(guò)程中的挑戰(zhàn)時(shí)，需要找到準(zhǔn)確的工具與技術(shù)，以達(dá)到事半功倍的效果。

微電網(wǎng)類型

施耐德電氣在研究中指出，雖然目前微電網(wǎng)已有許多成功實(shí)施的實(shí)例，但是想要推動(dòng)微電網(wǎng)的快速大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)，還需要使用新的工具和精確的方法來(lái)確定微電網(wǎng)的參數(shù)，進(jìn)行具體設(shè)計(jì)計(jì)算，并針對(duì)高效實(shí)施展開(kāi)研究。

(一)主要參數(shù)設(shè)定

設(shè)定主要參數(shù)，旨在對(duì)實(shí)地和經(jīng)濟(jì)環(huán)境和背景進(jìn)行建模，以幫助工程團(tuán)隊(duì)確定要使用的微電網(wǎng)組件的類型和額定功率，從而最大限度降低給定的成本標(biāo)準(zhǔn)。在明確要采用的業(yè)務(wù)模式后，考慮到典型的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)挑戰(zhàn)，必須了解某些具體的主要參數(shù)設(shè)定，并確定項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性，然后提出適合的技術(shù)解決方案。

這一步通常需要使用微電網(wǎng)參數(shù)設(shè)定軟件工具完成，如使用最廣泛的工具之一HOMER Energy。此類工具有助于完成選擇成本標(biāo)準(zhǔn)(如資本支出、運(yùn)營(yíng)成本、凈現(xiàn)值成本、投資回報(bào)、平準(zhǔn)化電力成本等)、定義涉及的技術(shù)參數(shù)、使用具有(實(shí)體和商業(yè))典型參數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的模型庫(kù)以及對(duì)不同的控制策略進(jìn)行建模并評(píng)估其優(yōu)勢(shì)等工作。

然而，這些工具因不允許用戶定義全局控制策略，而具有局限性。為克服這一限制，已有能源管理解決方案供應(yīng)商為其能源解決方案架構(gòu)和軟件開(kāi)發(fā)了專用工具，例如由Geli開(kāi)發(fā)的ESyst軟件。此外，一些學(xué)術(shù)和工業(yè)的研究中心和初創(chuàng)企業(yè)，正在研究更多的開(kāi)放性方法。

(二)設(shè)計(jì)工程

在主要參數(shù)設(shè)定階段確定一個(gè)或幾個(gè)經(jīng)濟(jì)上可行的方案后，就需要進(jìn)行一些針對(duì)項(xiàng)目的工程研究。這些研究既可以指定設(shè)備的細(xì)節(jié)，還可以保證微電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程能夠準(zhǔn)確工作。這個(gè)階段要執(zhí)行的主要計(jì)算和研究包括：確定微電網(wǎng)所有運(yùn)行模式和運(yùn)行原理并詳細(xì)描述、所有可能的運(yùn)行配置中的負(fù)載流量計(jì)算、短路電流計(jì)算、保護(hù)原理與協(xié)調(diào)研究、中性接地系統(tǒng)管理、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性研究、電氣設(shè)備規(guī)格和單線圖(SLD)、微電網(wǎng)控制系統(tǒng)——功能分析和設(shè)計(jì)、能源管理優(yōu)化設(shè)置和穩(wěn)健性分析、微電網(wǎng)測(cè)試和試運(yùn)行等。

大部分電力系統(tǒng)工程研究可以使用市場(chǎng)上現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)模擬工具進(jìn)行。對(duì)于穩(wěn)定性研究來(lái)說(shuō)，主要挑戰(zhàn)是這些軟件工具會(huì)嵌入詳細(xì)的功率轉(zhuǎn)換器控制模型和機(jī)器規(guī)則，或者至少要允許編寫(xiě)新的控制策略，然后才能在工具的環(huán)境和語(yǔ)言中對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

(三)從設(shè)計(jì)到運(yùn)行

在完成步驟繁多的項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程之后，下一步就是將其落實(shí)并順利運(yùn)行。在設(shè)計(jì)階段使用的某些計(jì)算機(jī)工具，可在運(yùn)行過(guò)程中重復(fù)使用，尤其是對(duì)于可以提供額外服務(wù)機(jī)會(huì)的微電網(wǎng)模擬仿真模型來(lái)說(shuō)，這樣做非常有意義.。

例如，在操作員培訓(xùn)中，新操作員可以利用模擬仿真來(lái)了解微電網(wǎng)在各種條件下的行為，并且遵循特定的事件。與操作員培訓(xùn)一樣，模擬仿真可用于在做出運(yùn)行優(yōu)化決策之前運(yùn)行測(cè)試情景，以及預(yù)測(cè)特定事件發(fā)生后的任何后果。這不僅包括日?？刂婆渲玫淖兓?，還包括對(duì)微電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施所有升級(jí)或擴(kuò)展的影響的評(píng)估。通過(guò)使用模擬仿真工具產(chǎn)生預(yù)期信號(hào)，然后將這些信號(hào)與真實(shí)信號(hào)進(jìn)行比較，就可以檢測(cè)出計(jì)算機(jī)模型和實(shí)際情況之間的差距，從而達(dá)到性能跟蹤和故障檢測(cè)目標(biāo)。

施耐德電氣認(rèn)為，當(dāng)前微電網(wǎng)技術(shù)和解決方案目前已進(jìn)入使用階段。要打好“攻堅(jiān)戰(zhàn)”，利用微電網(wǎng)技術(shù)助力能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，其部署需要更加清晰的路線圖，這會(huì)能真正有助于數(shù)字化和信息化浪潮下的能源行業(yè)變革的穩(wěn)步前行。