我国微电网商业化“金字塔”架构缺角 推广困局待解

作为一种智能局域电网，微电网具有双重身份：对于电力企业而言，微电网被视为电力系统中的可控负荷，它可以在数秒内作出响应满足传输系统的需要;对于用户而言，微电网作为一种可定制电源，以满足用户多样化的需求。由于微电网灵活的可调度性和良好的供给能力，业界形象地称之为电力系统的“好市民”。

虽然我国尚未提出明确的微电网概念，但微电网的特点值得我国未来电力发展借鉴。一方面微电网作为智能电网的有效补充形式，向用户侧提供可靠、优质电能，同时与大电网并列运行起到削峰平谷的作用，从而减轻电能损耗，降低输配电运营成本，实现经济运行。另一方面，微电网可以接入多种形式的分布式电源，为我国发展太阳能、风能、生物质能等可再生能源敞开入口。此外，在资源配置、环境保护与经济优化方面，微电网为我国热电联供发展提供了新的研究思路。

基于微电网适合我国电力发展的需求和方向，国家能源局在2010年确立了第一批微电网示范项目。示范项目主要集中在太阳能、风能等新能源丰富以及电力供应不足地区，大多以实现“自发自用、余量上网、电网调剂”为主要目标。近几年在国家政策推动下，我国已经建成一批典型微电网试点工程。据不完全统计，目前我国在建和已建成的微电网试点项目已超过20个。

不同电力负荷下的微电网供电模型

以电力负荷密度划分，国内微电网工程已经形成几个典型的供电模型，这些模型为日后商业化推广奠定了基础。

城市微电网模型

城市电网是电力负荷中心，具有负荷密度高、供电可靠和电能质量平稳等特点。与传统的城市电力系统相比，城市微电网加入了灵活控制、双向计量等智能化功能。与此同时，随着分布式发电和储能技术的快速发展，微电网为太阳能、风能等新能源发电提供了“即插即用”的接口。因此，对于人口密集、商业化程度高的城市而言，构建分布式电源、储能和输配电网络一体化的微电网模型，有利于包括建筑、交通、能源在内的城市整体规划建设和发展。

新疆吐鲁番城市微电网项目是我国首个商业化运行的微电网示范项目。该项目根据当地自然条件和产业结构类型，以利用太阳能发电优势，整合了发电端和用电端的电网结构，采用“自发自用、余量上网、电网调剂、双向计量”运行模式，使光伏屋顶、电动汽车充电设施及配套储能装置与电力网络形成一体化。最终，近6万名吐鲁番城市用户享受了该项目提供的优质电能。

农村微电网模型

农村电网是电力负荷乃至电力系统中薄弱环节之一，尤其是在偏远地区的供电系统。目前国内一些农村地区生活用资源仍主要依靠秸秆、薪柴等低效生物质能或燃气、煤气等传统能源，然而随着我国城镇化进程加快，农村能源紧缺的矛盾将进一步凸显。于是我国开始利用农村地区新能源资源，加紧农村电网改造及配电网建设，以解决农村供需矛盾，缓解环境压力。

在已建的微电网试点项目中，河北承德率先在农网与微电网接入方面进行了尝试。试点工程重点研究分布式发电、储能及微电网如何实现平滑切换并网与离网状态，以及探讨村庄与单户两种新型农网供电模式。

目前该项目利用太阳能、风能发电替代传统生活资源，构建“风光储一体化”微电网模型，提高了农村电网的供电可靠性和电能质量，满足农户用电需求，拓展了农村清洁能源的利用方式。据了解，该项目验收后，将达到风力发电规模60千瓦、光伏发电50千瓦、储能80千瓦。

与此同时，该项目的核心技术——分布式发电/储能与微电网接入控制系统由国电南瑞承担开发，成功实现了分布式发电/储能及微电网与主网协调并行，满足并网、离网和并/离网等多种运行下的控制要求，为我国分布式电源接入技术提供参考。

海岛微电网模型

与农村电网一样，海岛电网也是我国电力传输的薄弱环节。由于海岛周边环境复杂、自然干扰因素较大，导致输电线路无法敷设，电力信号接收不良等问题出现，因此制约大电网传输能力，甚至无法输送。与此同时，海岛居民大多使用柴油机发电，存在发电效率低，粉尘污染严重等弊端，故而不能满足岛上居民用电需求。随着我国沿海地区开发海岛项目逐渐成熟，海岛供电问题将提上日程，多种海岛微电网示范项目随即落地。

作为第一批微电网示范项目，东澳岛智能微电网项目于2010年筹建，该项目落地投产为我国建设海岛微电网提供了有力支撑：一、大力推广太阳能、风能发电，建设成包括1000KWp的光伏(太阳能)发电、50KW的风力发电和蓄电池储能系统在内的分布式供电系统，使全岛可再生能源发电利用率达到70%;二、通过利用太阳能和风能发电降低柴油机利用率，减少排放近2000吨的二氧化碳、二氧化硫、粉尘等污染物;三、实现“风光柴蓄”高效供电模式，年发电量约5亿千瓦时，使用户用电成本从每度3元降低至每度1.9元。简而言之，东澳岛微电网项目缓解了海岛用电、环境及用电成本矛盾，提高了整体投资效益及能源转换效率。

时隔三年，包括东澳岛、桂山岛和大万山岛在内的珠海万山海岛新能源微电网示范项目投入运行。新微电网示范项目计划建成发、输、配、用一体化智能微电网系统，以贴近用户，彻底解决海岛用电问题。与东澳岛单一项目相比，该项目需要解决两大难题：岛屿与岛屿联网供电和岛屿与陆地联网供电，其中桂山风电场成为联网关键单元。据了解，桂山风电场是广东省首个海上风电场示范项目，20万千瓦海上风电场建成后，桂山岛、东澳岛和大万山岛将实现互联，同步供电。

此外，河南南麂岛项目除了整合太阳能和风能之外，还将海洋潮汐能纳入微电网系统;温州鹿西岛项目则倾向研究微电网系统的控制、管理及运维体系，并在单户型微电网方面取得突破;即将建设的福建湄洲岛微电网项目在储能方面具有良好的基础，拥有国内首个直接接入10千伏配电网的海岛储能电站，可存储电能2000千瓦时。

当然不止海岛微电网试点项目研究方向各有不同，由于我国幅员辽阔，地域形态差异较大，各种负荷下的微电网规划侧重点也不尽相同。与此同时，一个区域电网大多存在用电需求不同、电力负荷结构复杂等特点，往往需要接入多种不同类型的微电网模型。在这方面，国家已敲定在天津建设智能微电网项目，通过综合应用风电、光伏、储能、地源热泵、冰蓄冷等多种类能源，探索适合我国城市商业区、工业区、居民区的不同微网建设和推广模式。

推广微电网商业化面临的几个问题

尽管近几年国内积极推进微电网试点工程，在规划、建设、运营方面总结了一些经验，初步建立起几个典型的推广模型，但根据前瞻产业研究院发布的报告显示，未来三年我国微电网建设仍处于实验和试点阶段。在业内人士看来，制约微电网商业化推广的关键仍在国家层面上。

顶层规划不明确

与早早试水微电网的欧美国家相比，我国微电网仍处在起步阶段，现阶段的主要任务是评估微电网的可行性及经济效益，并集中力量解决偏远地区及无电地区的电力供应问题。在总体规划方面，仅国家能源局提出在十二五期间完成30个示范工程。

在国家政策方面，除了光伏和风机的并网标准、电能质量标准和配电网相关标准等以外，包括微电网接入、规划设计、建设运行和设备制造等环节，国家尚未出台相关标准与管理规范。

北京北变微电网技术有限公司总经理杜宏认为，“微电网发展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。”

前瞻产业研究院微电网行业首席分析师章诵兰也强调，目前国内尚无统一、规范的微电网体系技术标准和规范，很大程度上影响了微电网技术的研究和示范工程的建设。

实施阻力不小

虽然微电网总体规划并不完善，但从近两年的建设情况来看，这并未影响示范工程推进速度，而且专家预测，今明两年我国将大力推广微电网建设，并朝向商业化方向发展。然而由于顶层缺乏系统规划，落实到实施层面需要解决的难题更具体、更复杂。

(1)接入端

对于微电网而言，怎样构建与大电网的友好关系是其面临的核心问题。具体表现为，微电网与大电网的快速隔离、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。

在微电网接入方面，业内还有另一种观点：由于微电网接入不同的配电网对电网经济性、可靠性、电能质量等影响不同，因此与其考虑微电网怎样接入配电网，不如确定哪种结构的配电网适合多种微电网接入。

而接入的另一端——分布式电源也值得微电网考虑。基于我国大力发展可再生能源的前提，微电网消纳新能源需要满足三个基本条件：提升能源利用效率、降低综合利用成本、满足用户不同时段的能源需求。

(2)技术设备

无论是解决微电网与大电网的关系，还是消纳可再生能源，或是满足微电网内部诉求，都离不开先进技术设备的支持。然而不可否认，包括可再生能源发电技术、储能技术、平滑切换控制技术以及数据通信技术等先进技术在我国仍不够成熟。

尽管国电南瑞、许继电气等公司在微电网技术方面取得一些突破，但国内尚无统一技术和管理规范。这也制约了设备企业无法在微电网领域扩大产能。

(3)投资成本

在国家电网新能源研究所所长李琼慧看来，政策和技术虽然是制约微电网发展的因素，但是投资成本才是最大障碍。

以储能系统为例，其投资成本等同于锂电池充放电6000次，而这一部分费用仅是由其构成的微电网控制系统成本的1/3。还有配套设备及后期维护费用，显然微电网是一个“含金量”十足的电网系统。同样在成本回收方面，据测算仅太阳能并网发电一项就需要10年时间。

(4)企业参与度

可想而知，如此消耗人力、物力的微电网工程令多少企业望而却步。目前我国微电网建设权大多掌握在国有企业手中，其中国家电网占主导地位。在30个试点项目中，国家电网包揽了18个，国电南瑞、许继电气两家企业也借此受益;南方电网则在早期建设了海南三沙永兴岛项目，近期配合广东省政府完成万山海岛智能微电网联网项目。

反观民营企业，仅中天科技在今年4月份接到国家科技部大单，负责研究孤岛型智能微电网关键技术，获得经费490万元。由此可见，由民间资本推动微电网商业化建设尚需一段时间。

运维市场尚属空白

由于国家并未全面放开微电网建设权，因此在微电网运营及后期服务方面存在电网企业自给自足现象，商业管理模式不够清晰。与此同时，承建方在长期的建设过程中不但要承担高额的建设和运行成本，还要独立支付后期维护费用，对于民营企业而言，微电网项目存在巨大风险，这将制约微电网商业化建设全面展开。

更重要的是，国家在政策层面上还没有从技术标准转向运维管理规范。另一方面，尽管我国微电网供电模型已初步成形，但哪种运营模式更适合我国电力未来发展还尚无定论。

有数据显示，至2015年我国微电网投资市场将达到31.67亿元;国家电网也估算，至2020年微电网市场潜力可突破1000亿元以上。

越来越多的能源企业、电网企业和相关配套厂商发现了微电网的惊人效益，但由于为我国微电网商业化体系框架缺失，很多企业仍在观望阶段。

关于国家在微电网政策层面上的统筹规划问题，国网资深专家解释，通过试点工程来推动行业标准制定，更符合现阶段我国智能电网以及微电网的发展情况。换言之，我国微电网商业化体系的各个方面制度规范仍在积累当中。

7月30日，中电联召开关于微电网国家标准评审会，通过了《微电网接入配电网测试规范》、《微电网接入配电网系统调试与验收规范》、《微电网接入配电网运行控制规范》意见稿。一旦通过了法律规范，该三项标准将成为到目前为止我国微电网建设中最重要的技术支撑体系。(采编 朱龄)

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