近期，2018年政府工作報告出爐。報告明確提出了2018年要堅決打好“三大攻堅戰(zhàn)”，即推動重大風險防范化解取得明顯進展，加大精準脫貧力度，推進污染防治取得更大成效。其中，由于對能源結(jié)構(gòu)進行調(diào)整是推進“污染防治”的重要實施途徑，加快落實中國能源轉(zhuǎn)型之路的步伐已經(jīng)是箭在弦上。

微電網(wǎng)撬動能源轉(zhuǎn)型

3月20日，兩會剛剛落下帷幕，國家能源局就發(fā)布了《分布式發(fā)電管理辦法(征求意見稿)》，要求創(chuàng)新分布式發(fā)電市場機制和商業(yè)模式，加快可再生能源的開發(fā)利用，提高能源效率。分布式發(fā)電成為電力體制改革的重要抓手。一時間，能源圈里叫好聲一片。

毫無疑問，作為分布式發(fā)電與配電網(wǎng)連接的橋梁，以及對主電網(wǎng)的有力補充，微電網(wǎng)在助力國家能源轉(zhuǎn)型和電力體制改革方面，將擔當重要角色。早在2015年，國家能源局就發(fā)布了《關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導意見》，意味著新能源微電網(wǎng)上升至國家戰(zhàn)略層面。

微電網(wǎng)的部署強調(diào)新技術(shù)的應(yīng)用，使分布式能源圍繞共同目標進行協(xié)作，并幫助運營方制定可優(yōu)化互聯(lián)系統(tǒng)的運營和管理的分析戰(zhàn)略，以及緩解雙向電力系統(tǒng)的設(shè)計局限。微電網(wǎng)通過對安全和可靠的運營、分布式能源控制以及優(yōu)化能源控制等方面的技術(shù)完善，從而達到通過高效分布式能源集成以及靈活的控制，以符合經(jīng)濟、低碳、安全等全球能源轉(zhuǎn)型的期望。

可以說，微電網(wǎng)在能源轉(zhuǎn)型過程中體現(xiàn)了巨大價值，這包括借助分布式能源的靈活性節(jié)省資金;減少對化石燃料的依賴性，最大限度進行本地能源的自產(chǎn)自銷，限制二氧化碳排放;在能源效率和自給能力的幫助下降低本地可再生能源的成本等等。

尋求高效的實施路徑

作為全球能效管理與自動化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領(lǐng)導者，施耐德電氣認為，正所謂“工欲善其事，必先利其器”。微電網(wǎng)從來都不是以一個單一的狀態(tài)存在的。根據(jù)與主電網(wǎng)的連接關(guān)系，微電網(wǎng)有并網(wǎng)和離網(wǎng)之分，根據(jù)所有權(quán)類型，又有公共和社區(qū)之分。相應(yīng)地，相關(guān)的技術(shù)特性和組件可能會有所不同。在實際應(yīng)用中，微電網(wǎng)帶來的機遇和項目在商業(yè)模式和商業(yè)環(huán)境、實際環(huán)境以及技術(shù)內(nèi)容和工作范圍上，也會有所不同。因此，成功的微電網(wǎng)項目需要以具體情況而實施。在面對實施過程中的挑戰(zhàn)時，需要找到準確的工具與技術(shù)，以達到事半功倍的效果。

微電網(wǎng)類型

施耐德電氣在研究中指出，雖然目前微電網(wǎng)已有許多成功實施的實例，但是想要推動微電網(wǎng)的快速大規(guī)模的實現(xiàn)，還需要使用新的工具和精確的方法來確定微電網(wǎng)的參數(shù)，進行具體設(shè)計計算，并針對高效實施展開研究。

(一)主要參數(shù)設(shè)定

設(shè)定主要參數(shù)，旨在對實地和經(jīng)濟環(huán)境和背景進行建模，以幫助工程團隊確定要使用的微電網(wǎng)組件的類型和額定功率，從而最大限度降低給定的成本標準。在明確要采用的業(yè)務(wù)模式后，考慮到典型的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)挑戰(zhàn)，必須了解某些具體的主要參數(shù)設(shè)定，并確定項目的經(jīng)濟可行性，然后提出適合的技術(shù)解決方案。

這一步通常需要使用微電網(wǎng)參數(shù)設(shè)定軟件工具完成，如使用最廣泛的工具之一HOMER Energy。此類工具有助于完成選擇成本標準(如資本支出、運營成本、凈現(xiàn)值成本、投資回報、平準化電力成本等)、定義涉及的技術(shù)參數(shù)、使用具有(實體和商業(yè))典型參數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)庫的模型庫以及對不同的控制策略進行建模并評估其優(yōu)勢等工作。

然而，這些工具因不允許用戶定義全局控制策略，而具有局限性。為克服這一限制，已有能源管理解決方案供應(yīng)商為其能源解決方案架構(gòu)和軟件開發(fā)了專用工具，例如由Geli開發(fā)的ESyst軟件。此外，一些學術(shù)和工業(yè)的研究中心和初創(chuàng)企業(yè)，正在研究更多的開放性方法。

(二)設(shè)計工程

在主要參數(shù)設(shè)定階段確定一個或幾個經(jīng)濟上可行的方案后，就需要進行一些針對項目的工程研究。這些研究既可以指定設(shè)備的細節(jié)，還可以保證微電網(wǎng)在運行過程能夠準確工作。這個階段要執(zhí)行的主要計算和研究包括：確定微電網(wǎng)所有運行模式和運行原理并詳細描述、所有可能的運行配置中的負載流量計算、短路電流計算、保護原理與協(xié)調(diào)研究、中性接地系統(tǒng)管理、動態(tài)穩(wěn)定性研究、電氣設(shè)備規(guī)格和單線圖(SLD)、微電網(wǎng)控制系統(tǒng)——功能分析和設(shè)計、能源管理優(yōu)化設(shè)置和穩(wěn)健性分析、微電網(wǎng)測試和試運行等。

大部分電力系統(tǒng)工程研究可以使用市場上現(xiàn)有的計算機模擬工具進行。對于穩(wěn)定性研究來說，主要挑戰(zhàn)是這些軟件工具會嵌入詳細的功率轉(zhuǎn)換器控制模型和機器規(guī)則，或者至少要允許編寫新的控制策略，然后才能在工具的環(huán)境和語言中對其進行測試。

(三)從設(shè)計到運行

在完成步驟繁多的項目設(shè)計流程之后，下一步就是將其落實并順利運行。在設(shè)計階段使用的某些計算機工具，可在運行過程中重復(fù)使用，尤其是對于可以提供額外服務(wù)機會的微電網(wǎng)模擬仿真模型來說，這樣做非常有意義.。

例如，在操作員培訓中，新操作員可以利用模擬仿真來了解微電網(wǎng)在各種條件下的行為，并且遵循特定的事件。與操作員培訓一樣，模擬仿真可用于在做出運行優(yōu)化決策之前運行測試情景，以及預(yù)測特定事件發(fā)生后的任何后果。這不僅包括日常控制配置的變化，還包括對微電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施所有升級或擴展的影響的評估。通過使用模擬仿真工具產(chǎn)生預(yù)期信號，然后將這些信號與真實信號進行比較，就可以檢測出計算機模型和實際情況之間的差距，從而達到性能跟蹤和故障檢測目標。

施耐德電氣認為，當前微電網(wǎng)技術(shù)和解決方案目前已進入使用階段。要打好“攻堅戰(zhàn)”，利用微電網(wǎng)技術(shù)助力能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，其部署需要更加清晰的路線圖，這會能真正有助于數(shù)字化和信息化浪潮下的能源行業(yè)變革的穩(wěn)步前行。