基于先进能效管理的智能微电网关键技术研究与示范

2017-11-16

随着社会的发展，能源消耗不断增加，可再生能源的开发利用成为各国可持续发展战略的重点。其中，以分布式形式接入的清洁能源成为配电系统中可再生能源的主要形式。微网技术的兴起主要是为了解决分布式电源并网带来的技术和管理上的问题，是分布式供电技术的重要发展方向。由国网天津市电力公司牵头承担的国家863计划课题“基于先进能效管理的智能微电网关键技术研究与示范”，针对微网发展需求，重点研究微电网规划评估、运行控制、接入计量、家庭能效、运维支撑、运营政策等领域关键技术，解决当前新能源高效、经济、可靠利用的技术难题，为能源优化利用提供坚强的技术保障。同时，建设示范工程项目，为实现国家能源转型战略提供理论研究平台、实践经验以及实证分析。

在微电网规划评估研究方面，提出了计及区域综合能效、分布式能源消纳、用户分布式能源自用率等多种目标的区域多微电网协调规划方法，建立了微电网综合性能评价指标体系及量化评估方法，并开发了区域多微电网规划设计与综合性能评价软件，为工程项目前期规划和后期评估提供了理论依据和实践指导。

在微电网运行控制研究方面，提出兆瓦级微电网并网/孤岛运行控制技术，研制了兆瓦级混合储能系统，并网/孤岛双模式切换暂态过程时间≤10毫秒，实现了重要负荷不间断供电；建立了基于高精度数值天气预报的光伏网格化预测模型和负荷预测模型，提出了多尺度微电网能源供需预测技术及能量管理策略，提出了楼宇负荷参与电网调峰的主要控制模式，完成了区域分布式光伏网格化预测与调度运行控制系统和基于能效管理的微电网能量优化控制系统开发；提出了区域多微电网动态组网和多能源协调优化控制技术，开发了区域多微电网能量协调优化控制系统。

在微电网接入计量研究方面，建立了考虑合同电价、实时电价和竞争电价的计量体系，提出分布式电源双向计量解决方案；提出了基于频率自适应算法的双向计量方法，实现分布式电源畸变、扰动下的电能准确计量，研制了三种微电网双向计量电能表。

在微电网家庭能效研究方面，提出了单户家庭的微电网电能消纳策略和基于负荷聚集商的区域家庭的微电网电能消纳策略，确定了微电网与家庭能效管理应用整体组网方案，研制了含分布式电源的家庭用能采集终端；研发了具有家庭微电网能源消纳管理特征的能效管理系统，提高了家庭能效管理节能效率。

在微电网运维支撑研究方面，提出了基于直接和间接观测量的微电网关键设备状态评估方法和评分原则，实现了基于状态评估和风险评估的微电网状态检修优化策略；研发了微电网互动服务支撑平台，研制了基于对称加密授权技术的可授权现场服务终端和基于多无线通讯接入技术的区域多微电网智能终端，构建了完整的互动服务支撑技术装备体系。

在微电网运营政策研究方面，搭建了基于分布式能源的微电网推广关键影响因素体系，分析了不同类型用户对微电网的需求，建立了不同类型微电网收益计算模型，提出适用于多种典型微电网应用模式的产业政策建议，构建了可推广、可复制、可运营的微电网典型应用模式。

课题的研究成果已应用于不同地域、不同类型的五项微电网示范工程，取得了良好的效果，显著提高了微电网运行的经济性、可靠性和综合能效。项目成果推动了智能电网的整体建设，提升了分布式能源业务精益化管理水平，明确了分布式能源的商业模式，助推了新能源产业发展，为深入推进政府节能减排发挥了重要作用。