能源微网系统设施的优化方案

完整的能源微网由微电网、热力网和燃气网互联组成，主要设备是能量管理设备、分布式能源装置、储能装置、能量变换装置和负载等，构成一个自成系统、自治运行的闭环网络单元。能源微网必须配备足够的储能系统，对多种类电源、热源、储能和多形式负荷的优化组合，尤其对储能和负荷的动态匹配管理，实现设备和系统高效、经济、安全地运行。能源微网的结构如图8所示。

图8　能源微网结构

A1，A2，A3—分布式电源；B1，B2—区域供热热源；C—区域燃气（生物质沼气、垃圾填埋气）生产设施；HP（heat pump）—（地水源、空气源）热泵；CCHP—燃气热电冷三联供

由于负荷特性和集群特性，能源微网的运行和控制特性与智能电网会有较大不同，网架容量和结构、储能占比、新能源占比、动态（预测）响应、离网运行与支撑特性等会有本质不同，需要紧密结合用户特性和环境联系来设计实施，这也是当前阶段智能电网作为能源互联网雏形而不是本身（初级阶段）的根本区别之一。

微网运行和管控的核心设施是“源、网、荷、储”动态管控系统。此系统总体上可分解为“硬件拓扑设计技术”和“全数字化控制技术”，既是实现微网多源（多类型、多数量）高效融合的基础，也是微网系统可快速定制的前提保障。微电网内分布式电源的间歇性、不稳定性以及大量电力电子装置的使用，会导致微电网公共连接点处的电能质量水平波动，且微电网多分布在配电网末梢，联网和孤岛运行模式的切换常伴随着较大的电压波动，导致微电网很难以良好的姿态并入配电网。逆变装置作为微电网的主要功率变换构件，间歇式、不稳定的微电网以及储能装置都需要借助逆变器输出利益群体要求的电能，但它却是产生谐波的最主要来源。随着微电网渗透率的增大，系统谐波也日趋复杂，从而对运行保护与管理系统提出了更高的要求。

拾遗式的多能互补是能源微网设计的灵魂和原则。合理地设计匹配不同用户能源需求的多能互补系统，是实现系统与用户间能量匹配的首要环节和基础，包括能源组合、结构设计、容量配比、储能比例等几部分。在能源组合上，充分考虑不同能源的时空分布特性，构成合理优化组合形式。在结构设计和容量配比上，利用各种能源转换关系，充分考虑负荷类型、用户经济、环境需求以及用户时空分布特性，尽量在结构上提高能源转换效率。在储能比例上，基于供能特征、负荷匹配、峰谷差异、并网方式、造价收益等，合理配置容量，优化选择方式，实现调节的灵活性。

能源微网的终极目标是提供稳定能量和优质服务，而电、热、冷、气等调度特性差异较大，分别在各自的通道里传输，只是在用户端、消费侧达到了某种适合的能量形式的供需平衡。因此，能源微网需要处理好节能和省钱、经济效益和生态效益、安全性和健壮性、运行控制的多元化目标和相应商业模式的关系，这也是微网的较大裕度的可控特性。

参考文献

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