国网安徽省电力公司黄山供电公司 舒永志

浅谈微电网模式布局的探讨和发展

国网安徽省电力公司黄山供电公司 舒永志

“微电网”是被誉为老百姓自己的发电站，早已经不是梦工场，笔者结合新能源的发展实际情况，根据我国地形、地域的特点，针对微电网的布局和规划实践，提出一些微电源组微电网模式，即新能源+N的模式，形成典型的样板间。本文重点介绍以光伏为主、其他新能源为辅的一些成功的应用案列，供借鉴与参考。

一、组合式模式：分布式+N模式

1.山区（丘陵）模式

我国长江以南山区丘陵地带，气候湿润，雨量充沛，河流陡峻，水力资源丰富，是开发小水电的重点地区，适合发展小型小水电站，水电是可再生能源，而通常的大型水电属于传统能源，小水电则属于新能源。

国家早在2005年2月份颁布的《可再生能源法》，鼓励包括小水电在内的可再生能源的开发，小水电资源的特点是主要分布在远离大电网的山区，单站容量不大，资源到处存在，生态环境负影响很小，造价降、工期短、技术先进、运行可靠、投资经济和成本低廉的优点点，同时具有保持生态平衡，保护水土流失作用，而且当地群众能够参与建设，并可尽量使用当地材料建设。所以小水电它既是农村能源的重要组成部分，利用小水电这些特征，将新型能源光伏和风能与小水结合起来，即水、光、风微电源共组微电网。

如右图示山脚底规划为小水电（也可以考虑研究试制贯流式、灯泡式等水轮发电机组和抽水蓄能机组，建设小型抽水蓄能电站，提高小型水轮发电机组的质量和效率）、山腰坪垱和部分山顶安装太阳能光伏，雨水充足的月份在春季，夏秋季则是光照强度好，冬季和晚间则风速力度大。根据地形，可采用风水组合模式、风光组合模式及风水光模式组合，共同组成风水光模式组合微电网，互补互助，使得微电网、微电源互联、融合，形成一网多源格局。

2.平原模式：风+光、风+秸秆

平原地区，无任何屏障，日照时间长，风场良好，然而每到夏、秋时节，秸秆焚烧问题始终是个难题。农民就地焚烧秸秆，污染环境，秸秆的不当处理已经影响了整个社会的可持续发展。用秸秆来生物质发电，是一种比较理想的秸秆处理方式。秸秆是一种很好的清洁能源，建立与风光新能源相匹配的小型生物质能（秸秆）发电站，从经济角度看，可以更好地利用秸秆的生物质能，提高其利用价值和经济效益，是农业发展和农民增收的一条新路子。

3.城镇模式：风+垃圾、光+储能模式

（1）当今世界，生活垃圾已成为城市的主要污染源之一，对垃圾的处理不当可能会导致严重的大气污染、水污染和土壤污染，生活垃圾的处理已成为继能源、交通、工业三废治理之后又一重大环保课题。对于城镇，垃圾焚烧发电是实现垃圾无害化处理和利用的有效途径之一，垃圾发电也是一种新型能源，而采用分布式+垃圾焚烧发电，也是同样适合和必要的。

（2）2016年5月11日在“储能国际峰会2016上”，中关村储能产业技术联盟发布的《储能产业研究白皮书2016》预测到2020年我国储能装机有望达24吉瓦。

需求侧（农网或配网）

目前能源互联网在起步阶段，业内人士表示开展分布式+储能技术组合微电网模式，从应用角度上更有前景，随着国家对新能源的扶持力度增大，以及储能技术和设备成本的下降，未来会催生更多的商业模式和服务模式，分布式光储解决方案供应商的数量也会逐渐增多，分布式+储能的模式不仅应用于光伏产业，在风电场等分布式微电网方面同样适用。

二、分步式模式

1.光伏农业一体化

光伏农业一体化有效将太阳能光源与农业结合，提高菜农收益和土地利用。从而实现光伏、农业融合，促进农业向低碳、高效、循环发展，精心打造生态农业、观光农业，绿色农业。

如江苏泰兴市宣堡镇温室大棚上采用新型光伏太阳板，这种大棚蔬菜棚顶上的太阳板不影响室内植物采光，光伏茶大棚、蔬菜大棚、食用菌大棚、苗木大棚、花圃大棚等等，光伏农业将光伏电能和农业有机的结合，既腾出土地空间，节约了使用土地，又节省架设大棚的材料成本。分布式光伏产业同样也带动旅游产业的发展，同时促进了旅游观光业的发展。

2.风光鱼一体化

借助小城镇化建设中的契机，未来农村和农业市场潜力巨大，国家大力扶持和帮助分布式光伏发电，推进新能源利用示范城镇，建设社会主义新农村，最终受益受惠的是农民百姓。

如位于江苏盐城东台沿海的全国最大的“风光渔”一体化发电站，最上层为风力发电、中间是太阳能发电、最下层水面养殖，实现立体综合开发利用，目前这种发电站发电装机容量为550兆瓦，既能解决风电上网、脱网、弃风等难题，又能将新能源直接应用于海水淡化，减少燃煤发电的内耗，让清洁电力穿梭在蓝天碧水之间。目前盐城有长三角最大的节能点光源生产基地，建成全国唯一的雾霾治理研发与产业化基地。

3.智慧楼宇

在城镇化建设和发展中，倡导的是绿色城区、智慧城市，而光伏发电这样清洁能源的使用和推广符合发展绿色、环保、低碳的城镇发展原则和理念，如在酒店、商务楼、写字楼、窗外墙面设为太阳能质地结构，屋顶装风能，楼宇高，风场好，并与光伏强强组合并网，整个楼宇就形成一个微电源、微电网。

三、合理运用调度

1.光伏发电系统受多种因素影响，其输出功率具有不连续和不确定的特点，其中气象条件的影响最显著，此外，光伏发电系统的输出功率还具有很强的变化周期，这会对电网产生周期性的冲击，应该做好发电的功率预测及运行控制。

2.微电源具有自发自用、就地消纳，余电上网特点，因此应对接入配电网潮流的改变进行预测，根据微电源向配网反送功率预测及负载特性，将对现有配电网接线及调度运行方式进行规划。

3.风光互补的微电源并网，应分析微电源并网的过程中对电网电压、电能质量和稳定性的影响。

四、技术和安全保障

1.光伏分布式电源模式，根据光照条件，加强跟踪技术的研究，2016年5月13日首届中国光伏跟踪技术在安徽休宁县召开，研讨人员走现场、看试验，结合太阳的照射度不断变化特征，传统的固定式光伏板运用跟踪技术后，便不是太阳“一边晒”了，为提高太阳辐射度，利用向日葵的特性，追赶太阳，提高光伏利用率和整体发电量。

2.针对许多电站建在环境条件恶劣的地区，风大、沙尘、雪频等气候，在一定程度上给电站安全运行带来威胁，运用光伏工况在线监测系统，对光伏组件及绝缘实时监控，形成对光伏预报预警机制，使得电站安全稳定运行和不易被自然灾害所影响。

3.分布式发电并网后，掌握光伏发电站的输出特性、无功电压分析、电能质量、谐波污染、孤岛系统内的电压和频率的安全，对于风光互补等微电网模式应考虑其对电网调峰能力的影响。

4.光伏发电的安全问题也日益凸显，必须引起相关人士和业主的高度重视，由于地域的差异，屋顶的情况也不尽相同，因此在设计安装、技术和质量监督上加强管理，尤其是在一些农村，农民对电气设备知识相对缺乏，因而对于电站的后续运行和维护存在一定的风险，所以应该加大对安全用电宣传力度，针对性地开展对电站客户的基本技能培训。

五、结束语

新能源应坚持电网与自然和谐发展，依托资源优势，重点发展水、风、光新型微电源发电，奉献清洁能源，扩大可再生能源开发利用的模式，对组网模式需要创新思路、因地制宜。随着国家一系列鼓励新能源发展的政策和措施陆续出台，尤其是分布式相关配套设施的建立，加强技术、质量、安全监督、加强配网建设和运行服务管理势在必行。尤其在光伏扶贫项目接网和并网运行提供的技术保障方面，首先将村级光伏扶贫项目的接网工程纳入农村电网改造升级计划，更好服务农村经济社会建设，服务乡村低碳发展，建设社会主义新农村。让电从蓝天来，让工、商业和农业与自然蔚然一色，电力和生态协同并驱发展。留住碧水蓝天，共享智慧生活。

参考资料

[1] 郭家宝,汪毅.光伏发电站设计关键技术[M].北京：中国电力出版社.2014

[2] 四川电建建设二公司编著.垃圾焚烧发电厂安装与运行技术[M].北京：中国电力出版社.2009

[3] 赵兴勇.分布式发电并网与电压稳定性[M].北京：中国电力出版社.2015

[4] 黄素逸,黄树红.太阳能热发电原理及技术[M].北京：中国电力出版社.2012