導讀：為了解決分布式電源與大電網(wǎng)的融合問題，微電網(wǎng)的概念應(yīng)運而生，微電網(wǎng)作為一個包含負荷和多種分布式電源的獨立可控系統(tǒng)，可以靈活地在并網(wǎng)與孤島模式間轉(zhuǎn)換，從而大大提高供電的可靠性和安全性。在微電網(wǎng)系統(tǒng)中如有可能選擇熱電聯(lián)產(chǎn)方式，將提高能源的綜合利用效率，并為擁有極敏感設(shè)備的終端用戶提供高可靠性的電力供應(yīng)。總之，微電網(wǎng)的經(jīng)濟性決定了微電網(wǎng)的配置與運行。
美國電氣可靠性技術(shù)協(xié)會(CERTS， Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)最早給出了微電網(wǎng)的定義：微電網(wǎng)由負荷和分布式電源組成，為用戶提供電能和熱能;其內(nèi)部采用先進的電力電子器件實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)控制;微電網(wǎng)對外是可控的，對內(nèi)可以更好地滿足用戶的各種電力要求。
為什么要建設(shè)微電網(wǎng)?
微電網(wǎng)解決了多分布式電源大規(guī)模接入電網(wǎng)的問題，實現(xiàn)了不同的分布式電源優(yōu)勢的互補，優(yōu)化利用了各種分布式電源;并且其運行模式靈活，一般采用一個公共連接點(pcc)與大電網(wǎng)連接，可以通過靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)為孤島運行模式，保證了局部供電可靠性;分布式電源就近向負荷供電，這樣可以大大減少線損，節(jié)省輸配電建設(shè)投資，縮短了與負荷間的距離，降低了輸電損耗。
微電網(wǎng)的經(jīng)濟性分析
建設(shè)微電網(wǎng)先期投資大，分布式電源發(fā)電具有不確定性，所以微電網(wǎng)的收益受地點、環(huán)境、天氣等影響很大。這樣如果沒有一個合適的投資收益分析，就給建設(shè)微電網(wǎng)增加了挑戰(zhàn)。微電網(wǎng)是否具有經(jīng)濟性取決于在微電網(wǎng)的運行時間內(nèi)，收益是否能大于投資。對微電網(wǎng)進行經(jīng)濟性分析，評估其綜合效益，可以為微電網(wǎng)的投資者提供合理的依據(jù)，對微電網(wǎng)的未來發(fā)展具有重要意義。
微電網(wǎng)通常是由一群關(guān)注減少環(huán)境影響的客戶設(shè)計并投入運行，然而，微電網(wǎng)的主要目標是盡量減少參與用戶的總用熱和用電費用。微電網(wǎng)可以優(yōu)化利用廢棄的熱能從而能以更低的成本提供能源供應(yīng)。此外，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不同，微電網(wǎng)不會產(chǎn)生任何與輸配電損耗、客戶服務(wù)、電力擁堵及其他關(guān)聯(lián)的費用。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，微電網(wǎng)有多方面的優(yōu)勢可以降低能源成本。用戶側(cè)發(fā)電方式與傳統(tǒng)的發(fā)電方式，尤其是與往復發(fā)動機相比，更具有競爭性。新興的分布式能源(DER)技術(shù)在生產(chǎn)低成本清潔能源方面前景廣闊。
與主電網(wǎng)相比，微電網(wǎng)的經(jīng)濟性主要體現(xiàn)在：
1熱電供應(yīng)聯(lián)合優(yōu)化
在一些國家，熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)只是部分用于發(fā)電。然而，CHP系統(tǒng)的主要目標是利用余熱為用戶供暖，并通過熱電聯(lián)合優(yōu)化方式發(fā)電。對于集中式發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性而言，絕不會將熱能的利用作為主要目標。在此考慮使用CHP系統(tǒng)的主要原因在于它可以大幅降低碳排放并提高總體發(fā)電效率。通過CHP系統(tǒng)的使用，總體發(fā)電效率可以由傳統(tǒng)火電技術(shù)的33%或聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機(CCGT)的50%提高到80%以上。CHP是微電網(wǎng)經(jīng)濟性的核心，通過盡可能地減少發(fā)電機組和負荷間的熱能傳輸損耗實現(xiàn)能源利用效率的最大化。因此，基于CHP的發(fā)電機組應(yīng)位于熱負荷的場所附近。
2供需聯(lián)合優(yōu)化
供需聯(lián)合優(yōu)化是微電網(wǎng)經(jīng)濟性第二個需要優(yōu)先考慮的事項。傳統(tǒng)的電力經(jīng)濟性需要延伸到微電網(wǎng)中。在主電網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟性中，負荷控制是在分析和規(guī)劃階段通過需求側(cè)管理、減載、可中斷的收費|合同等方式來解決。對于微電網(wǎng)而言，衡量此聯(lián)合優(yōu)化最重要的判斷標準是任意時間點的自發(fā)電邊際成本。在發(fā)電經(jīng)濟中不考慮投資成本回收、交叉補貼、非精確計量與計費。在主電網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟中，費用和環(huán)境方面的因素也沒有很好地體現(xiàn)出來。對微電網(wǎng)而言工序優(yōu)化相對更容易實現(xiàn)，因為生產(chǎn)者與消費者屬于同一決策人。
微電網(wǎng)是小規(guī)模的局域電網(wǎng)
局域電網(wǎng)可分為現(xiàn)代型和傳統(tǒng)型兩類。
現(xiàn)代型局域電網(wǎng)是能源革命的產(chǎn)物，它有兩種形式：有源配電網(wǎng)和微電網(wǎng)。
能源革命將使大多數(shù)甚至全部存量和增量配電網(wǎng)變?yōu)橛性磁潆娋W(wǎng)，在未來的配電網(wǎng)內(nèi)，會出現(xiàn)眾多分布式天然氣、風能、太陽能、生物能等清潔可再生能源電源，它們就地消納，參與配電網(wǎng)內(nèi)的供需平衡和交易，由配電網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)運行，因此，有源配電網(wǎng)實行一體化運營模式是必要的。微電網(wǎng)則是明確的、也是典型的由一個主體統(tǒng)一運營的局域電網(wǎng)，只不過規(guī)模小而已。
并網(wǎng)型微電網(wǎng)實際上也是一種小型增量配電網(wǎng)，它的主要特點除規(guī)模小、并網(wǎng)后可視為可中斷系統(tǒng)外，最重要的它是實行一體化運營管理的市場主體。國家發(fā)改委和國家能源局印發(fā)的《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》，微電網(wǎng)的運營機制(包括特許經(jīng)營方式)，為今后有源配電網(wǎng)的運營提供了一種可以借鑒，甚至基本可以復制的模式。
總結(jié)
從電力工業(yè)和政府監(jiān)管機構(gòu)的角度，可以看到微電網(wǎng)在整合電力用戶附近小規(guī)模發(fā)電機組方面具有多種優(yōu)勢。以分布式發(fā)電現(xiàn)有的監(jiān)管和經(jīng)濟框架為背景的微電網(wǎng)經(jīng)濟性分析指出，微電網(wǎng)可能在相當可觀的能源需求方面具有多種經(jīng)濟效益。微電網(wǎng)的短期收益也有更多的可能性適用于長期發(fā)展。微電網(wǎng)可以直接促進其他節(jié)能減排措施的實施，減少家庭和辦公用電需求，為社會帶來更多效益。
