【南瑞集团】2024电网友好型微电网构建关键技术研究报告_25页_734kb

电网友好型微电网构建关键技术总结

核心内容

电网友好型微电网是集分布式电源、负荷、储能、柔性互联等于一体的新型能源系统，旨在提升新能源消纳能力、改善电能质量、增强供电可靠性、实现多能互补与低碳运行。其构建需依赖关键技术支撑与工程实践验证，以实现与主网、配网的协同运行与高效管理。

主要观点

1. 发展背景

• 微电网概念最早由美国电力可靠性技术解决方案协会（CERS）于2002年提出。
• 2017年国家发改委与国家能源局发布《推进并网型微电网建设试行办法》，明确微电网定义：由分布式电源、负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的系统，容量一般不大于20MW，电压等级在35kV及以下。
• 微电网主要应用于四种典型场景：
  • 提高新能源消纳水平
  • 改善电能质量
  • 提升极端灾害应对能力
  • 降低区域能耗、提高综合能源利用效率

2. 关键技术

• 主配微一体化协同规划技术：构建动态“资源池”，合理配置储能、柔性互联等设备，提升微网源网荷储协调控制能力，平抑新能源波动。
• 一次设备灵活化提升技术：采用标准化功率模组，实现储能变换器、直流柔性互联、能量路由器等设备的灵活拼接与软件模块化控制。
• 二次系统能量多场景交互技术：通过能量管理系统实现多种能源的互补控制与负荷智能管控，提升微网稳定运行与清洁能源就地消纳能力。
• 微电网控制技术：以智能控制器为核心，实现故障离网下最大负荷稳定运行，具备电压/频率主动支撑能力。
• 保护与控制融合技术：实现故障隔离、自愈及负荷转供全过程精细化管控，保障微网并网与独立运行状态下的电能质量。
• 主配微能量调控技术：通过多级协同控制，实现自动功率控制、负荷精准控制、分布式电源群调群控等业务，提升配网系统稳定性与供电可靠性。
• 分布式交易技术：支持电网紧急情况下的直接调控指令下发与日常运营中的需求响应、辅助服务交易等业务，提升微电网参与市场的能力。

3. 工程实践

• 浙江温州鹿西岛微电网示范工程：作为国家863计划项目，具备运行监控、发电/负荷预测、并离网自动切换、黑启动、经济运行等功能。
• 三沙永兴岛独立供电型微电网：在分布式光伏、储能及能量管理系统建成后，逐步替代柴油发电机，提升安全经济与清洁低碳水平。
• 连云港农培基地多端低压直流微电网：建设DC750V直流母线系统，覆盖周边1.5公里，实现常态化合环运行。
• 苏州协鑫工研院储能网：综合应用光伏、天然气热电冷联产、风能、地源热泵、LED及储能系统，满足用户多样化能源需求。

关键信息

• 微电网定义：微电网是小型发电用电系统，具备可控性、灵活性和自适应能力，可与配电网连接或独立运行。
• 标准体系：国内已制定多项微电网相关标准，涵盖接入技术、运行控制、监控系统、能量管理、保护与调度等方面。
• 设备技术：
  • 柔性互联装置：模块化设计，支持多种网架结构，具备N-1故障隔离能力。
  • 智能直流配电单元：模块化结构，额定电压DC750V及以下，具备保护、测控、通讯、计量等功能。
  • 模块化储能变流器：支持多种控制模式，如恒功率、恒压恒容，具备并离网切换、虚拟同步机等功能。
• 系统功能：
  • 实现多能互补、负荷分级控制、电能质量监测、黑启动、经济运行等。
  • 支持多种通讯规约，如Modbus、IEC61850等，实现设备间高效交互。

总结与展望

微电网在推动新能源消纳、实现双碳目标中发挥重要作用，其技术内涵与功能形态随着能源结构和社会需求不断演进。未来，微电网需在规划建设、运行管控、核心装备等方面进一步优化，以实现与主网、配网的协同发展，提升系统安全、稳定与经济性。构建电网友好型微电网是实现能源结构转型与可持续发展的关键路径之一。