摘要：   在中国，随着可再生能源比重不断加大，微电网被寄予厚望，然而现实是，国内的分布式能源尚处于起步阶段，微电网发展步履维艰。

关键字：  微电网，  智能电网，  可再生能源，  分布式发电

　　国家能源局8月8日透露，《可再生能源发展“十二五”规划》已经发布。“十二五”时期可再生能源将进入更大规模发展的新阶段。国家能源局已经制定了《可再生能源发展“十二五”规划》和水电、风电、太阳能、生物质能四个专题规划。明确提出了可再生能源发展将坚持市场机制与政策扶持相结合、集中开发与分散利用相结合、规模开发与产业升级相结合、国内发展与国际合作相结合的原则。

　　在中国，随着可再生能源比重不断加大，微电网被寄予厚望，然而现实是，国内的分布式能源尚处于起步阶段，微电网发展步履维艰。一方认为它是解决能源并网的捷径，一方则认为它会对大电网造成冲击。随着能源装机的增多，微电网争议日渐升温。

　　从乐观的角度来说，目前很多微电网公司已经建成了或正在建许多微电网示范工程。比如，中国国家能源局(NEA)计划在十二五计划中建造30个微电网项目。另外，中国国家能源局将在不久的将来发布有关分散式发电和微电网的标准和相关规章制度，这有助于提升和推广微电网的理念。在中国，微电网被看做是缓冲可再生能源发电对大电网产生影响的一种途径。

　　从消极的角度来看，报告警告称该新兴市场已经陷入中国独特政策的束缚之中。挑战之一是中国国家电网公司的反对。“微电网成为中国电网行业中的敏感话题”，报告中写到，“一位来自国家电网的人士表示，微电网一方面会增加电力网络的不稳定性，另一方面分布式发电将减少电力公司的电力销售量，从而进一步影响国家电网的盈利”。

　　发展微电网的重要意义

　　微电网可以提高电力系统的安全性和可靠性，有利于电力系统抗灾能力建设。目前，我国电力工业发展已进入大电网、高电压、长距离、大容量阶段，六大区域电网已实现互联，网架结构日益复杂。实现区域间的交流互联，理论上可以发挥区域间事故支持和备用作用，实现电力资源的优化配置。但是大范围交流同步电网存在大区间的低频振荡和不稳定性，其动态稳定事故难以控制，造成大面积停电的可能性大。

　　另一方面，厂网分开后，市场利益主体多元化，厂网矛盾增多，厂网协调难度加大，特别是对电网设备的安全管理不到位，对电力系统安全稳定运行构成了威胁。与常规的集中供电电站相比，微电网可以和现有电力系统结合形成一个高效灵活的新系统，具有以下优势：无需建设配电站，可避免或延缓则增加输配电成本，没有或很低的输配电损耗，可降低终端用户的费用;小型化，对建设所要求不高，不占用输电走廊，施工周期短，高效性灵活，能够迅速应付短期激增的电力需求，供电可靠性高，同时还可以降低对环境的污染等。

　　微电网可以促进可再生能源分布式发电的并网，有利于可再生能源在我国的发展。处于电力系统管理边缘的大量分布式电源并网有可能造成电力系统不可控、不安全和不稳定，从而影响电网运行和电力市场交易，所以分布式发电面临许多技术障碍和质疑。微电网可以充分发挥分布式发电的优势、消除分布式发电对电网的冲击和负面影响，是一种全新的概念，使用系统的方法解决分布式发电并网带来的问题。通过将地域相近的一种微电源、储能装置与负荷结合起来进行协调控制，微电网对配电网表现为“电网友好型”的单个可控集合，可以与大电网进行能量交换，在大电网发生故障时可以独立运行。

　　微电网可以提高供电可靠性和电能质量，有利于提高电网企业的服务水平。微电网可以根据终端用户的需求提供差异化的电能，根据微电网用户对电力供给的不同需求将负荷分类，形成金字塔形的负荷结构。负荷分级的思想体现了微电网个性化供电的特点，微电网的应用有利于电网企业向不同终端用户提供不同的电能质量及供电可靠性。

　　微电网可以延缓电网投资，降低网损，有利于建设节约型社会。传统的供电方式是由集中式大型发电厂发出的电能，经过电力系统的远距离、多级变送为用户供电的方式，即“就地消费”，因此能够有效减少对集中式大型发电厂电力生产的依赖以及远距离电能传输、多级变送的损耗，从而延缓电网投资，降低网损。

　　微电网可以扶贫，有利于社会主义新农村建设。微电网能够比较有效地解决我国西部地区目前常规供电所面临的输电距离远、功率小、线损大、建设变电站费用昂贵的问题，为我国边远及常规电网难以覆盖的地区的电力供应提供有力支持。

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　　微电网争议

　　事实上，微电网在业内是一个敏感话题。一名来自国网系统的人士透露，微电网的发展一方面会对大电网造成不稳定，另一方面分布式发电自发自用，大电网的售电量就会减少，影响到国网的利益。据其介绍，目前国网对微电网的态度是“加强管理”。

　　一些微电网企业人士担心，未来国家电网会在并网问题上卡住微电网的脖子，“现在国家电网表面上是不推动微电网发展，暗地里正在加紧研究，未来如果必须要发展微电网，国网希望由他们自己来做”。

　　在国网能源研究院智能电网所所长张义斌看来。就中国目前的发展状况，微电网只有在那些大电网鞭长莫及的偏远地区具有存在价值，微电网未来的发展空间非常有限，存在的必要性并不太大，产业化更是提不上日程。

　　“微电网是分布式电源发展到一定阶段的产物，利用微电网技术去管理一些需要协同运行的微型分布式电源。国内与国外不同，住宅以居民楼居多，留给光伏等分布式发电的空间非常有限，未来节能减排主要还是要靠规模化的可再生能源开发利用。微电网需要具有一定专业水平运维人员，这在居民家中或小型社区中的可操作性差，这也是英国微电网没有真正发展起来的重要原因。同时，微电网在成本上也无法与现在的电网竞争”张义斌说。

　　张义斌认为，国内‘微电网’概念不断地“泛化”，很多时候将一些典型的配电网或者供电网络等同为微电网。国外研究微电网的电压等级基本是以400伏为主，直接发出来就能用。而国内所谓的“微电网”很多是用传统的电网技术，各种电压等级都有，和传统配用电技术没有区别，根本不需要微电网技术来支撑。“现在一些人借微电网之名，发展以高成本分布式发电为主要电源，再辅以高成本储能的小型配电网，即使不考虑其应承担的各类电价交叉补贴、基金附加以及大电网的系统备用费用，其供电成本也不具备可持续发展能力。”

　　在张义斌看来，并网难的症结不在国网。“微电网技术运行等方面没有明确的国家标准，上网电价等关键政策尚不明确，国家电网找不到政策依据合法合规接入;同时，分布式电源直接并网或者以微电网的形式接入大电网，会对电网安全和可靠供电造成不利影响。国网作为一个责任央企，在这件事上，它也无所适从。”

　　提高分布式能源利用率

　　微电网是一种新型的网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效的方式，使传统电网向智能电网过渡。

　　从技术发展来看，微电网技术已经成为未来分布式发电供能系统集成技术的核心，是分布式发电大规模工业化应用的关键。而只有将分布式发电供能系统以微电网的形式接入大电网，才能最大限度发挥分布式发电系统的效能。

　　分布式电源数量巨大且难以调度，电源的不同归属也无法保证电网调度指令能够被快速、准确、有效地执行。微电网技术可以实现中低压层面上分布式电源的灵活、高效应用，解决分布式电源并网运行问题。而解决配电系统中大规模可再生能源有效接入问题，正是我国智能配电系统面临的主要任务之一。

　　应用微电网技术，未来配电网运行调度人员不再直接面向各种分布式电源，而是通过微电网实施对分布式电源的有效管理，这样既降低了分布式电源对配电系统安全运行的影响，又有助于实现分布式电源的“即插即用”，同时可以最大限度利用可再生能源和清洁能源。

　　微电网应用起来十分灵活，其规模可以从数千瓦直至几十兆瓦，大到厂矿企业、医院学校，小到一座建筑都可以发展微电网。它既十分适宜于对偏远地区如乡村、牧区、山区的供电，也是商业区和居民区供电的有效选择。基于多种能源形式的微电网可以为用户提供相对稳定的电能、热能和冷能，许多工业企业、饭店、休闲中心、医院、大学校区、机场、公共部门建筑、写字楼、购物商城等都有潜在发展的可能和需求。

　　微电网有助于提高分布式可再生能源的利用率。将分布式发电供能系统以微电网的形式接入大电网并网运行，能够将原来分散的分布式电源进行整合，进而提高配电网对可再生能源发电的接纳能力，实现大量分布式电源的接入，减少化石资源的消耗量和温室气体排放。

　　此外，在灾难性事件发生导致大电网瓦解的情况下，微电网可以保证对重要负荷的连续供电，并有助于大电网快速恢复供电，提高供电可靠性;微电网系统还可以有效解决我国边远地区(海岛、偏远地区等)的用电难问题，利用当地的可再生分布式能源建成独立微电网系统，不仅能够大大降低供电成本，而且能够实现对微电网内部负荷的长期、可靠供电。

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　　智能电网的高效补充

　　微电网是智能电网的有机组成部分，是对智能电网的有力补充。目前，世界上通行的微电网发电主要依靠太阳能光伏发电、风能发电、生物质能发电、燃料电池发电及地热、潮汐能、波浪能、温差能和盐盐能发电等。

　　与传统集中式能源系统相比，微电网具有许多优势，如微电网接近负荷，线损显著减少，建设投资和运行费用较省;分布式能源具备发电、供热、制冷等多种服务功能，可实现更高的能源综合利用效率;发展微电网有利于各类可再生能源(太阳能发电、风力发电、生物质发电等)的利用，减少了排放总量、征地、电力线路走廊用地和高压输电线的电磁污染，缓解了环保压力;微电网可以解决部分调峰和备用问题，做到与季节性和地域性的电力需求变化相适应，使得电力系统的经济性和安全性达到最佳平衡;微电网可以提高供电可靠性、供电质量和电网的安全性;发展微电网技术可形成和谐多元化的电网格局。

　　值得注意的是，微电网的最大优势是提高了电力系统面临突发灾难时的抗灾能力。大电网中超大型电站与微电网中分散微型电站的结合，可以减少电力输送距离、降低输电线路的投资和电力系统的运营成本，确保电力系统的运行更安全和更经济。

　　目前，我国微电网主要分为城市片区微电网和偏远地区微电网。

　　城市片区微电网一般按照居民小区、宾馆、医院、商场及办公楼等建设，正常情况下主要通过大电网供电。大电网故障时，将城市片区微电网断开，进入孤岛运行模式，用以保证所接重要负荷的供电可靠性和电能质量。一般接在10kV中压配网，容量为数百千瓦至10MW等级。

　　偏远地区微电网主要指农村微电网和企业微电网。目前，在农村、草原等偏远地区，供电困难，居民无法用电。解决的方案是不延伸电力系统，以较低的成本利用当地可再生能源供电。企业微电网一般接在10kV及以上中压配网，容量在数百千瓦至10MW。企业微电网一般分布在城市郊区，如石化、钢铁等大型企业，利用传统电源满足企业内部的用电需求。

　　自从我国开始注重新能源的发展，促进光伏、风能等新兴产业的政策不断出台，“光明计划”、“金太阳计划”等各种计划陆续施行。无论是新农村建设，还是在城市供电网路中，微型电网正扮演一个越来越重要的角色，并成为中国可持续发展中电网的一个重要方向。

　　近年来频发的“电荒”现象，导致部分省市拉闸限电，企业遭受严重损失，尤其是能耗较大的企业，遭遇限电措施更加频繁。为应对“电荒”局势下的限电措施，许多企业应自备电源，但企业采用柴油发电机发电，发电成本高昂，经济效益大打折扣。

　　在面临巨大电力缺口的背景下，发展微电网成为工商企业提高经济效益的有效途径。而发展农村微电网不仅是解决无电地区的可行方案，也是众多可再生能源丰富的偏远地区提高经济效益的有效方案。

　　普及推广 难题待解

　　事实上，业内对微电网存在的问题并不讳言。微电网与大电网之间的快速隔离、并网状态与孤网状态的无缝切换，以及微电网内部稳定控制是微电网面临的三大核心问题。

　　首先是微电网的控制问题。微电网灵活的运行方式与高质量的供电服务，离不开完善的稳定与控制系统。控制问题也正是微电网研究中的一个难点问题。其中一个基本的技术难点在于微电网中的微电源数目太多，很难要求一个中心控制点对整个系统做出快速反应并进行相应控制，往往一旦系统中某一控制元件故障或软件出错，就可能导致整个系统瘫痪。因此，微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件做出自主反应，例如，对于电压跌落、故障、停电等，发电机应当利用本地信息自动转到独立运行方式，而不是像传统方式中由电网调度统一协调。

　　具体来讲，微电网控制应当保证任何微电源的接入不对系统造成影响，自主选择运行点，平滑地与电网并列、分离，对有功、无功进行独立控制，具有校正电压跌落和系统不平衡的能力。

　　其次，微电网的保护是关键，也是难点。微电网具有潮流的双向流通性，因此，微电网的保护问题与传统保护有着极大不同，且微电网在并网运行与独立运行两种工况下，短路电流大小不同且差异很大。因此，如何在独立和并网两种运行工况下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障，同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性，是微电网保护的关键，也是微电网保护的难点。

　　微电网的接入标准也是人们较为普遍关注的问题。为保障微电网的可靠并网和电网的安全稳定运行，2012年，中国电力科学院作为主要起草单位，已经组织开展微电网接入标准的起草工作。

　　此外，从发展微电网的经济性考量，微电网的经济性是微电网吸引用户并能在电力系统中得以推广的关键所在。在经济运行方面，微电网虽然可以从大电网的调度原则、电能交易、资源配置原则等方面借鉴众多经验，但微电网本身的许多独特之处也使得其经济运行问题带有自身特点。随着微电网研究的深入与成熟，微电网经济效益的不确定性必将成为阻碍其发展的重要因素。

　　不仅如此，在当下的电力体制下，微电网还被指面临合法性的尴尬。有专家认为，微电网的运行模式与现行电力法相悖，只有拥有电力管理部门颁发的“供电许可证”的企业才能成为合法的供电主体。

　　尽管微电网技术还不够成熟，更为关键的是发展也缺乏国家层面统一标准规划，政策的不确定性是微电网未来发展的最大障碍。目前，在国家政策层面，包括微电网接入、规划设计、建设运行和设备制造等环节，都缺乏相应的国家层面的技术标准与管理规范。更重要的是，关于微电网建设、运营模式，政府相关政策尚不清晰。

　　微电网作为未来智能电网发展的重要一环，其形成与发展绝不是对传统集中式、大规模电网的革命与挑战，而是实现未来智能电网实现高效、环保、优质供电的一个重要手段，是对大电网的有益补充，更是实现“十二五”智能电网规划的重要而不可或缺的一环。