近日，國家發展改革委、國家能源局印發《推進并網型微電網建設試行辦法》（下稱《辦法》），旨在推進能源供給側改革，促進并規范微電網健康發展，引導分布式能源和可再生能源的就地消納，建立多元融合、供需互動、高效配置的能源生產與消費體系。微電網本身獨具的諸多優勢、創新技術的發展，以及政策利好等一系列因素正在為其發展創造機遇，或將迎來新的爆發點。
微電網的部署強調新技術的應用，使分布式能源圍繞共同目標進行協作，并幫助運營方制定可優化互聯系統的運營和管理的分析戰略，以及緩解雙向電力系統的設計局限。全球能效管理與自動化領域的專家施耐德電氣作為微電網領域的先行者，關注微電網技術在分布式能源中實現最佳協作的方式，并通過創新實踐力求實現微電網效益最大化。
微電網的優勢
在施耐德電氣看來，微電網在能源可靠性、能源易獲取、能源獨立和能源成本優化四個方面擁有突出優勢。首先，微電網能夠獨立于主電網，實現自給自足，從而提高了供電彈性。當主電網遇到重大問題時，微電網能夠快速解耦，并仍然可以繼續從地方電源供電。此外，在風險可預測的情況下，可通過有意采取預防策略為微電網做好準備。當微電網本身出現問題時，微電網能夠進行備份，并自動進行重新配置。
在能源獲取方面，微電網可以加快智能電網的部署，并增加發展中國家民眾獲取能源的機會；還可通過整合更多可再生發電方式來減少化石燃料消耗，有助于“能源獨立”的實現。此外，微電網可利用能源靈活性優化能源結構和電網平衡，優化能源成本。其目標之一是實現地方可再生綠色能源的自給消費，以便能夠部分或全部取代主電網提供的能源，從而有助于減少與能源有關的溫室氣體排放。另一個目標則是將現場分布式發電作為靈活的能源資源，以優化需求響應程序的參與情況。
微電網技術創新與優化
在部署方面，微電網基于其優勢，旨在通過高效分布式能源集成以及靈活的控制，以符合經濟、低碳、安全等全球能源轉型的期望。為了滿足這些性能目標，微電網技術需要圍繞以下幾個方面，在系統控制與保護、分布式能源管理及能源控制上尋求優化與創新：
（一）保證安全和可靠的運營
《辦法》中指出，微電網內部需具有保障負荷用電與電氣設備獨立運行的控制系統，具備電力供需自我平衡運行和黑啟動能力。此外，微電網與外部電網的交換功率和交換時段具有可控性，可與并入電網實現備用、調峰、需求側響應等雙向服務。
在微電網中，本地分布式發電及脫離主電網孤島運行的能力為保護系統的設計帶來新的挑戰。隨著微電網運行條件的改變，網絡拓撲結構也發生變化。因此，短路電流容量的大小和方向都可能不同。保護系統必須經過精心設計，以便在各個運行模式所有可能出現的故障情況中確保人員和設備的安全，同時避免因錯誤的保護識別而導致宕機。除了保護系統的設計，在微電網應用中，電能質量的測量更加重要，應對諧波、頻率變化、瞬變、電壓驟降和驟升在內的特定電能質量問題進行監測和分析，并使其保持在正常運行范圍內。
（二）控制分布式能源
《辦法》中指出，微電網具有“清潔”這一基本特征，規定其以當地可再生能源發電為主，或以天然氣多聯供等能源綜合利用為目標的發電型式，鼓勵采用燃料電池等新型清潔技術，其中可再生能源裝機容量占比在50%以上，或天然氣多聯供系統綜合能源利用效率在70%以上。大多數分布式電源使用逆變器來接入電網（太陽能光伏、風力、電池、燃料電池等）。將逆變式可再生發電與傳統發電機相結合時，這將變得特別困難。除了可再生能源自帶的間歇性以外，逆變器不具有轉速和電網頻率之間的天然慣性連接。而利用逆變式發電機（IBG）的創新概念可以幫助克服此前提到的穩定性挑戰。將此類IBG與傳統的發電機相結合，將幫助解決大多數微電網暫態穩定性相關的問題。
（三）優化能源控制
微電網控制器負責整個系統的運行。這個協調層管理本地發電和存儲功能、負載管理和電網服務，以達到能源成本、二氧化碳排放和可靠性相關的預期目標。通過以下幾種技術解決方案可以實現微電網控制器的高效運行：第一，最直接的解決方案是使用中央控制器來收集操作信息，直接與SCADA或云服務進行交互，以運行優化算法，將選定的策略部署到不同的互聯資產上；第二種解決方案是實現分布式微電網控制器。這意味著每個組件都參與系統優化，并直接與其同類進行協作。此外，運營者也可以綜合上述兩種解決方案。例如，在多設施微電網的情況下，將單設施微電網控制器（集中式操作）與多設施微電網系統協調的分布式方法相結合，會獲得很好的效果。
基于物聯網的EcoStruxureTM電網架構：把握微電網爆發機遇
過去十年中，太陽能發電和儲能等分布式能源領域的實質性進展，以及物聯網環境為微電網的發展創造了全新協作和優化能力。微電網正在成為推動能源轉型的催化劑，并有望在政策支持下迎來新的增長。在中國，微電網正在進入新的增長期，日漸成為越來越多的市場主體進入電力世界的途徑。施耐德電氣通過基于物聯網的EcoStruxure電網（即EcoStruxureGrid）架構，提供從互聯互通的產品、邊緣控制，到應用、分析與服務的完整的創新技術組合，并結合豐富的全球應用經驗，幫助新進業者把握微電網機遇。
因為絕大部分可再生能源都是間歇性的，而微電網需要優化各種不同的能源接入，并平衡發電和用電，所以這兩種應用都需要EcoStruxure電網提供的強大的互聯互通性能，物聯網技術和計算分析能力。在數字電網架構之下，EcoStrxure電網通過收集和管理關鍵數據，并從數據分析中獲取豐富洞察，以實現更高等級的資產管理，優化運營，提升靈活性。基于EcoStruxure電網，施耐德電氣將定制化解決方案、靈活方法與專業技能相結合，交付先進微電網，在不影響主網的前提下保證電網獨立性，幫助用戶最大化運營時間，并獲取與此前大型電力生產企業和配電企業相同的能效管理能力。在微電網的黃金發展周期中，這將為電力公司、運營商、能源用戶等微電網利益相關者帶來新的競爭力。
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