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基于先进能效管理的智能微电网关键技术应用案例能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。我国电力用煤量占年用煤总量70%以上，因此合理降低电煤的使用量，开展新能源和可再生能源的开发利用成为解决我国能源短缺 和环境保护等问题的关键。

电力系统稳定运行要求供需实时平衡，然而风力、光伏等可再生能源发电具有间歇性、不确定性的特性，某些条件下，所发电能存在无法完全消纳的问题，而应用分布式储能技术与风电、光伏等分布式电源以及用户负荷组建成能够实现自我控制、保护和管理的微网是一项可有效解决这一问题的关键技术。含分布式 储能的微网使处于电力系统管理边缘的大量分布式电源并网成为可能，有效弱化了分布式电源接入电力系统后的不可控、不安全和不稳定情况，解决了分布式发电面临的许多技术障碍和质疑。本项目基于国家863计划项目“基于先进能效的智能微电网 关键技术研究”的理论成果，重点研究微电网系统多种能源协同 运行稳定控制和经济运行技术，构建包括风、光、储多种能源构成的微电网示范工程。

一、应用案例

赛达伟业新兴产业园区位于天津市中心城区南部，规划6.33平方公里，包括七大功能分区。园区规划用电负荷约为12.51MW（12508.4kW），35kV外电网接入，配电网为5台10kV/0.4kV变压器接入，单台容量1250kVA。

本微电网项目拟就近选择 F 区作为微网负荷区域，F 区负荷 统计：楼层供电：533.8kW，共六层；屋顶空调机组供电：450kW；公共区供电：76.5kW。

本微电网项目选择该配电室一台变压器二次侧400V母线作为微电网并网点，F 区作为该微电网负荷区域。微电网方案由1套500kW多晶光伏发电系统、1套400kW风力发电系统、1套250kWh锂电池，1套50kW10s超级电容、微电 网智能配电系统、微电网控制系统、用电负荷构成，实现对微电网的智能化管理，实现微电网并网、孤网等多种运行模式的运行及无缝切换。

该项目创新点主要为：

1、提出微电网无缝切换技术，实现微电网不同运行模式切换时不中断供电，切换实现不大于 10ms，提高系统供电可靠性。

2、提出了以高速实时以太网微网控制单元为核心的微网控制技术。通过对微网全网电气参数的快速采集和对微网各电源、储能的快速控制，实现微电网的稳定运行。

3、提出了基于二次规划的微电网经济运行调度技术，实现微电网的经济优化运行。

4、运营模式上，采用无偿租用业主建设用地，业主电费优惠使用的模式，双方互利共赢。

分布式电源系统二氧化硫和固体排放几乎为0，温室气体减少50%以上，氮氧化物减少80%。总的说来，本项目能够有效减少电力生产过程中的温室气体排放和污染，在节能减排、气候变化的控制方面做出一定的贡献。

本微电网系统内，光伏系统和风力发电年平均发电量共143万kWh，根据计算平均每年节约标煤454.74吨，减少烟尘排放量约136.424 千克，二氧化硫约 909.478千克，减少氮氧化物约454.716千克，减少二氧化碳约118.242千克，节约纯净水3200立方米。

二、技术要点

本项目的关键技术主要体现在以下几个方面：

1、即插即用、无缝切换的系统设计。本系统通过先进的设计理念，实现微电网系统并网、孤网模式稳定运行，并且能够无缝的进行孤网、 并网运行模式切换。

2、多级分层控制体系。本项目采用三级控制体系，分别实现微电网毫秒级、秒级、钟级的稳定控制。

3、快速 PCC开关。实现快速隔离微电网系统，在与大电网接口处配置能够快速动作的 PCC 开关。

4、高度集成的微电网网关接口柜。在微电网与公共电网联接处安装高度集成的微电网网关接口柜。保证微电网稳定控制、与公共电网的联接与隔离等功能，确保微电网的稳定运行及与大电网的平滑接口。

5、微电网各回路配置微电网专用的继电保护装置。实现微电网系统的故障检测与隔离。

6、与储能系统一体化设计的微电网储能逆变器。支持四象限运行，解决微电网毫秒级系统稳定性问题。实现微电网并网到孤网的模式切换过程中的系统稳定性。

7、混合储能综合利用。本项目配置锂电池和超级电容不同类型的储能系统，微电网系统充分利用不同种类储能的特性，实现混合储能的综合优化利用。

8、基于高速实时以太网的微网控制单元。通过快速采集、快速 传输、快速控制，实现对微电网的快速感知和控制。

9、微电网中央控制器。中央控制器与快速微网控制单元想配合，实现微电网系统的全电路快速采集，实时性达到毫秒级。

10、微电网专用软件系统。确保与主网系统间的运行协议，保证微电网系统的稳定和电能质量，给出运行策略。实现微电网的经济运行，提高系统能效，降低运行成本。

三、应用前景

微电网中的分布式电源使市场集中度大大下降，越来越多的电力用户直接参与市场。分布式电源、微电网运行将成为未来智能电网的有力补充和有效支撑。因此，配电公司、分布式电源和微电网的投资和运营公司也都将作为电力市场的主体，并使市场集中度得以降低。“十四五”以来，中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和。分散式风电是一种小规模分散式、布置在用户附近、高效可靠的发电模式，虽然其总容量较小，但可利用已建成的电网进行输送，更加灵活，可实现风能资源的有效利用和就地消纳。未来我国也将严控高耗能、高排放行业产能规模，大力发展节能环保产业。提升非化石能源在一次能源消费中的比重，将是接下来新能源行业的主要任务。