总体来看,微网的出现将完全改变配电系统的结构和运行特性,在微观上,微网可以看做是小型的电力系统,具备完整的发、输、配电功能,可以实现局部的功率平衡与能量优化;在宏观上,微网又可以认为是配电系统中的一个“虚拟”的电源或负荷。这使得现在的电力系统有了更大的柔性和可控性,同时也具有了更多的商业模式。现有研究和实践表明,将分布式电源以微网形式接入到电网中并网运行,与电网互为支撑,是发挥分布式能源效能的最有效方式,具有巨大的社会与经济意义。
2 智能微网现状与发展趋势
国内外针对微网技术已开展了较为广泛深入的研究,在取得理论和技术研究成果的同时,建设了一批微网实验系统和试点工程,对微网的关键技术和关键装备进行验证。
2.1 北美地区微网发展现状
美国是最早提出并建设微网的国家,拥有全球最多的微电网示范工程,数量超过200个,约占全球微电网数量的50%。1999年,美国电力可靠性技术协会(CERTS)最早对微网的思想进行了描述和总结,并于2002年系统地提出了微网的定义。美国能源部将微网视为未来电力系统的三大基石技术之一,将其列入了美国“Grid 2030”计划。美国微网示范工程地域分布广泛、投资主体多元、结构组成多样、应用场景丰富,主要用于集成可再生分布式能源、提高供电可靠性及作为一个可控单元为电网提供支持服务。美国对微网的研究主要着重于利用微网提高重要负荷的供电可靠性,同时满足用户定制的多种电能质量需求、降低成本、实现智能化等。加拿大政府针对微网研究启动了综合社区能源管理(ICES)研究计划。重点关注微网技术在各类社区供能环节的应用,特别强调各类分布式能源的集成利用和与社区公共设施(交通、医疗、通讯等)的相互支撑。在ICES项目资助下,加拿大先后建立了一系列微电网示范工程,并计划在2020年前,在全国构建2000余个ICES系统。
2.2 欧洲的微网发展现状
欧洲重视可再生清洁能源的发展,是开展微网研究和示范工程较早的地区,1998 年就开始了有关微网的研究工作。2005年,欧洲提出“Smart Power Networks”概念,并在2006年出台该计划的技术实现方略。欧盟在第五、第六和第七框架下支持了一系列关于发展分布式发电和微网技术的研究项目,组织众多高校和企业,针对分布式能源集成、微网接入配电网的协调控制策略、经济调度措施、能量管理方案、继电保护技术,以及微网对电网的影响等内容开展重点研究,目前已形成包含分布式发电和微网控制、运行、保护、安全及通信等基本理论体系。同时,欧洲相继建设了一批微网示范工程,例如希腊基斯诺斯岛微网示范工程、德国曼海姆微网示范工程、丹麦法罗群岛微网示范工程、英国埃格岛微网示范工程等。欧洲对微网的发展和研究主要围绕着可靠性、可接入性、灵活性3个方面展开,实现电网的智能化、能量利用的多元化,满足能源用户对电能质量的多种要求、满足电力市场的需求以及欧洲电网的稳定和环保要求等。