智能微电网助力新型配电系统建设
智能微电网与微电网类型
- 智能电网：以美国和欧洲发展为主，重点在配电和用电侧推动可再生能源发展，注重商业模式创新和用户服务提升。中国智能电网以特高压电网为骨干，包含越来越多的配电网络成分。
- 微电网：指在明确定义的电气边界内的一组相互连接的负荷和分布式能源，作为相对于电网的单个可控实体，可并网或断网运行。
- 互联微电网：微电网的集群，通过公共耦合节点连接到配电网，保证并网、孤岛和集群模式下的运行，极端条件下可相互支撑。
- 纳微电网：更小、自给自足的系统，部署快、成本低，通常针对单个楼宇。
- 功能性微电网：具有特定功能目标的微电网，如提升新能源消纳、供电可靠性、供电韧性、负荷灵活性等。
微电网核心技术
- 底层技术：完整的快速可部署的微网SCADA系统，包括事件驱动型低代码控制器、嵌入式能量管理系统、高级应用等。
- 低代码控制器：通过分布式控制器实现电力系统能源及负荷设备的数据采集和智能控制。
- 嵌入式能量管理系统：实现极致轻量化，结合低代码控制器实现多能协同、平抑负荷及新能源波动、储能健康管理、优化调度控制等功能。
- 时序预测大模型：如XMO-TIME，可实现光伏、风电、负荷的低成本预测。
- 电力交易-报价辅助决策系统：包括基于时序生产模拟的经济可行性分析、基于实时数字仿真的技术可行性分析、考虑不确定性的鲁棒优化调度技术。
新型配电系统
- 定义：以支撑能源转型为根本，以满足多元化用电需求为基础，以源网荷储互动为支撑，具备绿色低碳、安全高效、智能友好、灵活开放特征的现代化配电网络。
- 必要性：高比例可再生能源接入、负荷特性变化、用户角色转变，传统配电系统已无法适应新发展。
- 关键技术：
- 先进的感知与通信技术：高级量测体系（AMI）、配电物联网（IoT）、高速可靠的通信网络。
- 智能的决策与控制技术：配电管理系统（DMS）、分布式智能与边缘计算、人工智能与大数据分析、资源聚合技术。
- 灵活的运营与市场交易技术：分布式电力市场、综合能源服务、区块链技术。
微电网对新型配电系统的核心价值
- 提升系统韧性：微电网是配电系统的“韧性堡垒”，可在主网故障或极端灾害下保障关键负荷供电，实现“主动自愈”。
- 促进新能源就地消纳：通过内部优化和减轻主网压力，实现“就地消纳”，构建绿色低碳配电系统。
- 激活用户侧资源：将用户侧资源整合成可控整体，参与市场交易，实现“源网荷储”互动。
- 支撑数字化与智能化：微电网是配电物联网数据的“天然生成器和应用场”，实现局部自治与全局优化的平衡。
微电网发展的机遇与挑战
- 机遇：
- 政策支持：国家能源局发布多项政策文件支持微电网发展，包括有序推动绿电真连星指风叟、组织开展新型电力系统建设第一批试点工作等。
- 双碳目标：微电网有助于实现双碳目标。
- 分布式新能源：海量分布式新能源为微电网发展提供动力。
- 新商业模式：虚拟电厂、综合能源系统、能量枢纽等新商业模式的出现。
- 挑战：
- 技术挑战：高比例高不确定性分布式新能源、极端条件、成本高、技术复杂、维护困难。
- 盈利模式挑战：盈利模式不清晰。
微电网与人工智能
- 微电网大模型：大模型可实现微电网的规划、设计、实施、运行和控制。
微电网如何提高能源安全性
- 实现方式：孤岛运行、互联运行、联网运行。
- 实现手段：优化控制微电网内部的分布式资源，包括集中控制、分布式控制、分散式控制。
微电网如何促进新能源消纳
- 实现方式：新能源在微电网内部消纳、新能源余量上网（参与市场）。
- 实现手段：发挥储能的作用、更准确的负荷及新能源预测、考虑负荷新能源不确定性的优化运行（非保守鲁棒优化）。
结束语
微电网为构建新型配电系统、保障电能供应、促进新能源消纳提供了有效的解决方案，将在新型电力系统建设中发挥巨大支撑作用。尽管面临挑战，但微电网发展也蕴藏巨大机遇。
