微电网在全球能源转型中作用渐显

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■行业分析

■我们的记者郭金辉

无论国家大小，稳定的电力供应是经济发展和人民日常生活的最基本保证。虽然临时停电只会给家庭生活带来一些不便，但对于医院和军事基地等关键设施来说，停电很可能会中断重要服务或军事任务，进而危及人类生命。为当地需求提供电力的微电网是避免这种风险的有效途径之一。

“目前，全球有数百个微电网在运行，而且其数量仍在增长。在包括并网和独立系统在内的各种微电网配置的实践中，我们有机会深入了解微电网整合高波动率可再生能源的能力。”洛基山研究所项目主任kaitl yn bunker和克林顿气候行动岛能源计划项目经理siana teel ucksin认为，“微电网在全球能源转换中的重要作用。”

根据这项研究，近年来，太阳能和风力发电的成本大幅下降，这意味着太阳能和风力发电已经具有与传统化石燃料发电技术相同的成本竞争力。这使得微电网能够以经济可行的方式实现清洁能源的目标，同时完成稳定供电的主要任务。

孤岛微网改造正在加速

微电网可以连接到更大的电网。然而，在发生大规模停电事故时，微电网可以脱离主电网，继续独立运行，保证其服务区域内的生活和商业用电。可靠性更高、可持续性更强、成本更低的优势使得并网微电网的采用率不断提高，同时也促进了独立微电网的改造。

一些小岛屿发展中国家在2016年巴黎缔约方会议上发挥了一定作用，并积极实施电力系统改造，充分利用当地可再生能源。太阳能光伏、风力发电和储能技术可以帮助独立的微电网履行国际气候承诺，提高能源独立性，减少碳排放。

根据这项研究，随着微电网中可再生能源比例的波动性增加，需要更复杂的控制技术来保证系统的稳定运行。以岛屿为例，整个国家(及其经济)都依赖于一个单一的电网。电网工程师和运营商肩负着维护独立微网稳定运行的重要任务，因为它将影响整个国家的运行。

并网和独立微电网的共同挑战

研究表明，虽然并网微电网和独立微电网明显不同，但它们有很多共同点。这些共性使得各种微电网的项目经验能够相互借鉴，加速各种微电网学习曲线的上升趋势。

并网微电网的优势在于，在正常运行期间，它们可以依靠大型电网作为备用。同时，它们与独立微电网应用的技术相似，面临着相似的挑战——如何确保可靠、可持续和低成本的电力供应。在并网和独立微网的设计过程中，如何在波动性和稳定能量之间保持正确的平衡是一个重大挑战。此外，另一个问题是如何在降低成本和建立大规模备用能源以确保可靠性之间找到经济平衡。

与岛屿电网一样，传统的并网微电网也依赖于各种化石燃料发电技术，尤其是柴油发电。他们的备用系统通常基于燃气发电、燃料电池和热电联产技术。随着可再生能源技术成本的稳步下降和分布式能源价值的日益认可、管理和肯定，并网微网的碳排放强度越来越低，发电资源越来越丰富。并网微电网的另一个问题是需要为两种主要运行模式设计控制系统。例如，加州大学圣地亚哥分校的微电网已经成功证明，当连接到大电网并与大电网隔离时，它可以正常运行。

各种规模电网的共同机遇

由于独立微电网和并网微电网有着相似的目标、技术和挑战，两个微电网的设计者和运营商有机会充分交流和学习彼此的最佳实践。

根据这项研究，考虑到并网或独立微网停电的严重后果，必须非常仔细地研究微网架构设计、电源选择、集成和控制。此外，电网运营商正在寻找创新和成熟的解决方案，并已开始尝试应用新的运营模式，包括与用户进行更密切的协调。

“考虑到电网所有者和运营商必须评估的各种问题以及微电网能够提供的机会，可以预测，微电网能够在全球电力系统的转型中发挥重要的指导作用。”根据这项研究，发达国家一直有领导创新、科技进步和(电网)运行最佳做法的传统，但在发展微电网的过程中，岛屿国家尤其能够领导能源转换和分享经验。在认识到安全稳定的电力供应是电网和国民经济健康发展的重要基础，以及依赖外部能源的各种弊端后，岛国政府和电力公司现在正抓住这一难得的机遇，开发和优化可再生能源微电网系统。