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微網(wǎng)—未來能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的“有機細胞”

2017-12-20 10:26:02 來源:電力系統(tǒng)自動化　點擊量：評論 (0)

作為未來智能電網(wǎng)的有機單元，微網(wǎng)技術(shù)自上世紀(jì)九十年代末期提出以來，特別是經(jīng)近十年來國內(nèi)外廣泛深入的研究、開發(fā)與技術(shù)示范，得到了快速的發(fā)展。同時，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)也經(jīng)歷了可再生能源滲透率不斷提高，需求側(cè)

表1微網(wǎng)對EIS的支撐

微網(wǎng)在EIS中發(fā)揮的具體作用包括：①微網(wǎng)改善電能質(zhì)量；②微網(wǎng)可提高電網(wǎng)可靠性和彈性；③微網(wǎng)可增強不同區(qū)域間能量協(xié)調(diào)互動能力；④微網(wǎng)可實現(xiàn)負荷的主動調(diào)控；⑤微網(wǎng)是信息雙向流動的有效載體。

微網(wǎng)需通過“細胞”間的互聯(lián)才能組成EIS這一有機“組織”。本文將微網(wǎng)互聯(lián)形式分成三類，并給出含三種微網(wǎng)互聯(lián)形式的典型EIS場景，如圖2所示。

圖2基于互聯(lián)微網(wǎng)的典型EIS場景

3支撐EIS的微網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和裝備

從微網(wǎng)到EIS需要能源產(chǎn)、輸、配、儲、用一系列革新性技術(shù)及設(shè)備提供支持，本節(jié)將對微網(wǎng)中支撐EIS發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備進行梳理，對未來需繼續(xù)深入探索的領(lǐng)域進行展望。

1）微網(wǎng)可再生能源消納技術(shù)的創(chuàng)新。包括微網(wǎng)多能源系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，高精度、多時間尺度風(fēng)光功率等可再生能源出力及負荷預(yù)測技術(shù)，面向EIS的運行控制和能量管理技術(shù)。

2）能源變換新技術(shù)新裝備的開發(fā)。EIS能源變換包括電-電變換以及電-非電變換新技術(shù)新設(shè)備將助力EIS可再生能源高滲透、各主體對等接入、能量雙向流動、結(jié)構(gòu)靈活多樣和用戶友好管理，主要新技術(shù)趨勢包括：基于新型器件如碳化硅、氮化鎵和新型拓撲的可再生能源高效并網(wǎng)變換器和EV入網(wǎng)接口研制，兼有電網(wǎng)穩(wěn)定支撐、電能質(zhì)量管理、故障穿越能力、信息交互等多功能集成的統(tǒng)一控制算法開發(fā)，多機并聯(lián)諧振機理及抑制策略研究，基于電力電子變換器的智能軟開關(guān)（softopenpoint,SOP）拓撲、控制及應(yīng)用，基于“電氣彈簧（electricspring,ES）”的智能負荷控制技術(shù)，高效能量路由器（energyrouter,ER）拓撲和控制，能量集線器（energyhub,EH）技術(shù)。

3）傳統(tǒng)儲能和廣義虛擬儲能技術(shù)的協(xié)同。儲能是EIS的關(guān)鍵使能技術(shù)，可實現(xiàn)能量的時空轉(zhuǎn)移，應(yīng)繼續(xù)關(guān)注傳統(tǒng)儲能并積極探索廣義虛擬儲能技術(shù)，注重二者協(xié)同互補，并探索可能的新型儲能商業(yè)模式如云儲能等。

4）信息通信技術(shù)與能源系統(tǒng)的融合。EIS是典型的多維復(fù)雜信息物理系統(tǒng)，其一系列更高層次能源服務(wù)的提供離不開信息通信技術(shù)與所依附能源系統(tǒng)的深度融合，主要新技術(shù)新趨勢包括：信息快速準(zhǔn)確獲取和傳輸共享技術(shù)，大數(shù)據(jù)和云技術(shù)在EIS中的應(yīng)用，區(qū)塊鏈技術(shù)在EIS中的應(yīng)用，信息物理混雜系統(tǒng)融合建模方法。

5）能源交易模式的創(chuàng)新。EIS發(fā)展的一個愿景是在能源共享平臺上實現(xiàn)能源靈活交易，基于區(qū)塊鏈的TransActiveGrid系統(tǒng)及transactiveenergy交易模式值得探索。未來可研究將基于多因子評價方法的合同網(wǎng)競標(biāo)機制作為transanctiveenergy節(jié)點間的交易機制的可行性，在解決多節(jié)點之間供求狀態(tài)平衡的同時保證參與者與系統(tǒng)的整體利益相容。

6）EIS經(jīng)濟性分析。經(jīng)濟性是影響未來EIS發(fā)展的重要因素之一。要進一步完善含建設(shè)成本、運維成本和能源交易等直接經(jīng)濟指標(biāo)和環(huán)境效益、可靠性指標(biāo)等間接經(jīng)濟指標(biāo)的指標(biāo)體系，建立健全多場景EIS適用的統(tǒng)一經(jīng)濟性評價方法；另外在EIS中，能量和信息可以雙向流動，使得能源交易在子微網(wǎng)內(nèi)、多子微網(wǎng)間、子微網(wǎng)與上層電網(wǎng)間成為可能，且儲能系統(tǒng)（含電動汽車）的加入使得EIS運行更靈活，應(yīng)在創(chuàng)新性能源交易模式和儲能商業(yè)模式基礎(chǔ)上進一步探索兼顧各主體利益的經(jīng)濟性改善策略。

4結(jié)語

本文通過對近十年來國內(nèi)外微網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的梳理并與EIS技術(shù)內(nèi)涵的對比分析，預(yù)計微網(wǎng)未來將演化為可以復(fù)制的EIS的“有機細胞”。在拓展微網(wǎng)向EIS互聯(lián)、演變過程中，還需要發(fā)展新的支撐技術(shù)與裝備，尤其應(yīng)重視多能源系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、多能變換、多能耦合機理分析、多能能量管理等技術(shù)攻關(guān)，打破單一能源系統(tǒng)間藩籬，并同時構(gòu)建與多能EIS系統(tǒng)匹配的商業(yè)模式和能源交易平臺，真正推動源-網(wǎng)-儲-荷協(xié)調(diào)發(fā)展、多能集成互補、能量梯級利用的EIS系統(tǒng)健康、有序發(fā)展。

原標(biāo)題:合肥工業(yè)大學(xué) 茆美琴等：微網(wǎng)——未來能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的“有機細胞”

責(zé)任編輯：lixin

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