什么是“分布式智能电网”？中国电力企业联合会专家委员会副主任委员王志轩老师认为：分布式智能电网的本质，应当就是分布式电力系统。王老师解释，未来的分布式电力系统一定是朝着智能化的方向发展，分布式能源系统、分布式电力系统、分布式智能电网应当是一致的内涵；就其特点来说，包括：以电为主体、多能互补、智能化。王老师指出，“分布式智能电网”与“集中式智能电网”是互补关系。相对于传统电力系统，新型电力系统的形态结构将出现较大变化，由于风、光等可再生能源处处存在，电源将遍布于整个电力系统而不是仅仅局限于大型能源基地。传统电力系统自上而下的垂直一体化管控模式，也逐渐向新型电力系统自下而上的分层集群聚合模式转变，并涌现出一批“分布式智能电网”。为了加深大家对分布式智能电网的了解，下面整理了国内外分布式智能电网示范工程，有条件的，可以去参观学习。



国外分布式智能电网示范工程概述


1、美国微电网示范工程


美国在世界微电网的研究和实践中居于领先地位，拥有全球最多的微电网示范工程，占全球微电网数量的50%左右。


美国能源部对推进美国微电网的研究和发展起到了重要作用，其资助的微电网示范工程亦具有重要的典型意义。美国能源部于2009年启动了可再生能源与分布式系统集成项目，于5年内投资5500万美元在8个州建设9个微电网示范工程项目，旨在通过集成分布式能源降低电力系统的峰值负荷。该项目通过对微电网内部的分布式能源进行集成管理，至少能够降低15%的配电馈线或变电站峰值负荷，从而减少大约25%的配电设备容量和10%的发电设备容量。


此外，为应对频发的极端灾害天气，美国政府于2013年发起总值1500万美元的微电网资助贷款试点计划，资助全美27个微电网示范工程的除设备采购外的设计、互联及其他工程费用，以防范飓风等极端灾害天气对电力供应带来的负面影响。


2、欧洲微电网示范工程


欧洲重视可再生清洁能源的发展，是开展微电网研究和示范工程较早的地区，1998年就开始对微电网开展系统的研发活动。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电网技术的研究项目，组织众多高校和企业，针对分布式能源集成、微电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，以及微电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电网控制、运行、保护、安全及通信等基本理论体系，相继建设了一批微电网示范工程，例如希腊基斯诺斯岛微电网示范工程、德国曼海姆微电网示范工程、丹麦法罗群岛微电网示范工程、英国埃格岛微电网示范工程等。


3、日本微电网示范工程


日本是亚洲研究和建设微电网较早的国家，自2003年开始，日本新能源与工业技术发展组织就协调高校、科研机构和企业先后在八户市、爱知县、京都市和仙台市等地区建设了微电网示范工程，研究、验证了一批微电网关键技术，为后续微电网发展和建设奠定了良好的基础。


日本拥有全球最多的海岛独立电网，因此发展集成可再生能源的海岛微电网，替代成本高昂、污染严重的内燃机发电是日本微电网发展的重要方向和特点。日本经济产业省资源能源厅于2009年启动了岛屿新能源独立电网实证项目，通过提供政府财政补贴，委托九州电力公司和冲绳电力公司在鹿儿岛县和冲绳县地区的10个海岛上完成了海岛独立电网示范工程的建设，包括由东芝集团负责建设的宫古岛大型海岛电网和由富士电机株式会社负责建设的9个中小型海岛微电网。



4、拉丁美洲、非洲及加拿大等地微电网示范工程


尽管具体情况各不相同，拉丁美洲、非洲及加拿大等地微电网发展的一大共同点就在于解决边远地区的供电问题。拉丁美洲的一些国家电气化率不高（例如海地的电气化率低于40%），拥有大量缺电人口（例如海地的缺电人口高达近600万，巴西、哥伦比亚、墨西哥、尼加拉瓜和秘鲁的缺电人口均在200万以上），微电网是解决其缺电问题的重要技术方案。目前巴西、智利、墨西哥、哥伦比亚等拉丁美洲国家已有一些微电网示范工程正在建设或投入运行。


非洲缺电情况相较拉丁美洲更为严重：非洲缺电人口超过5.5亿，超过总人口比例的60%；电气化率为37.8%，农村电气化率更低，仅为19%。非洲乡村人口密度低、负荷小、远离大电网，扩展输配电网络的成本很高，因此发展独立微电网、利用本地能源为缺电人口供电是很有潜力的解决方案。目前已有一些微电网工程，例如塞内加尔Diakha Madina微电网、摩洛哥Akkan微电网等。


加拿大共有292个边远地区独立电网，其中175个地区使用柴油发电。在使用柴油发电的地区中，有138个地区完全依赖柴油发电。考虑到柴油发电的成本和环境问题，建设利用光伏发电、风力发电、生物质能等本地可再生分布式能源的微电网是加拿大边远地区电网发展的方向。目前加拿大已在Kasabonika、Bella Coola等许多地区开展了微电网示范工程建设，并取得了良好的效果。


国内分布式智能电网示范工程概述


1、苏州市分布式智能电网示范项目


苏州主动配电网示范创新项目在环金鸡湖、苏虹路工业区、2.5产业园三个区域进行5个项目建设。


项目1：基于柔性直流互联的交直流混合主动配电网技术应用示范(2.5产业园)。针对2.5产业园负荷快速增长、供电可靠性要求高、分布式资源高效消纳等问题，建设柔性直流、直流微电网与交流系统互联的交直流混合配电网。工程建成后，局部清洁能源渗透率达到30%，具备对渗透率达50%的清洁能源的消纳能力，配电网供电可靠性不低于99.999%。


项目2：基于“即插即用”技术的主动配电网应用示范(2.5产业园)。建设分布式电源、储能、多样性负荷即插即用装置，实现分布式电源、多样性负荷及储能设备的灵活接入和有效利用，使多样性负荷、新能源、储能设备主动参与并响应电网控制。



项目3：苏州工业园区高可靠性配电网应用示范(环金鸡湖区域)。采用柔性直流合环技术，实现20kV线路的合环运行，区域供电可靠性不低于99.9999%，媲美东京、新加坡核心区水平，满足环金鸡湖区域极高供电可靠性的要求。


项目4：苏州工业园区配电网高电能质量应用示范(苏虹路工业区)。满足苏虹路工业区内众多高新技术行业对电能质量的苛刻要求，在国内首次实现对20kV配电网的电能质量补偿与治理。


项目5：主动配电网源网荷(储)协调控制技术应用示范(2.5产业园)。建设源网荷(储)协调控制系统，对光伏、风电、分布式储能、电动汽车、柔性负荷进行互动协调控制，实现2.5产业园分布式能源利用的最优化和效益最大化。


5个项目之间各有侧重并相互支撑，共同打造苏州灵活可靠、优质高效、绿色低碳的一流配电网，并实现多能优化利用，支撑苏州城市能源互联网发展。


2、深圳宝龙工业城柔性直流配电示范工程


根据宝龙工业城的实际地理位置与供电可靠性的要求，本区域的直流配电示范工程采用双电源“手拉手”式的网络拓扑，如图所示。


图宝龙工业城直流配电示范工程接线示意图


该示范工程以110kV碧岭站和110kV丹荷站作为主电源，使用VSC换流器从2个变电站的10kV母线侧吸纳功率，为直流系统提供能量支撑，满足直流系统供电负荷的用电需求。


110kV碧岭站位于宝龙工业区南侧，变电容量150MVA，10kV母线4段，10kV出线39回，其中接入工商业用户出线35回，接入宝清储能站出线2回，空载线路2回；10kV母线经消弧线圈接地。110kV丹荷站位于宝龙工业区北侧，变电容量126MVA，10kV母线3段，10kV出线32回，接入工商业用户的出线6回，空载线路26回；10kV母线经小电阻接地。


来源：南网技术情报中心 《电力技术情报》 电力法律观察