在國家能源局不久前公示的首批55個“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目中，園區能源互聯網綜合示范項目占12個。目前我國擁有國家級、省級等各類開發區近2000個，園區企業用能需求空間巨大。園區智能微網建設關鍵技術的突破和相關集成示范工程也日益受到行業關注。日前，由中國電科院參與的國家863計劃項目“園區智能微電網關鍵技術研究與集成示范”通過中國電工技術學會成果鑒定。該項目的技術亮點是什么?將為我國園區能源智慧系統建設帶來怎樣的助益?

8月11日，在河北保定英利三期工業園區內，實驗樓外墻上安裝的高效單晶熊貓光伏組件在陽光下閃爍著耀眼的光輝。在這個負荷水平300千瓦的園區內，白天依靠光伏系統為負載供電，夜晚則通過電池儲能及柴油發電機系統保證負載的安全運行。這只是國家863計劃項目“園區智能微電網關鍵技術研究與集成示范”中工業園區微網示范工程的掠影。

為了推進“互聯網+”在能源領域的創新性應用，促進新能源發展及經營管理方式的變革，2014年，國家863計劃項目“園區智能微電網關鍵技術研究與集成示范”獲批立項，由中國電科院專家擔任項目負責人。日前，項目通過中國電工技術學會成果鑒定。項目重點突破光儲微網發電技術，建立了我國典型光儲微網系統仿真模型，并在保定英利工業園區及深圳欣旺達居民園區開展分布式光伏/儲能微電網工程示范，形成了一套分布式光伏+儲能的推廣解決方案。

提升分布式微電網核心技術競爭力

技術引領

在園區微網內配置儲能設備可以保證供電系統的安全穩定運行，而目前儲能設備成本較高，如何在保證供電系統安全穩定運行的前提下使前期投資成本達到最小，是園區微網建設前期規劃中遇到的難題之一。為了解決這個問題，中國電科院的技術專家開展了獨立微網儲能容量優化配置的研究。項目負責人李建林說：“我們基于光儲微網的實際拓撲結構，研究了光伏與儲能的協同配置方法，并開發了相應的儲能容量優化配置軟件，基于該軟件設計的儲能容量在保證園區微網內負荷供電可靠性的同時，能最大限度地保證清潔能源不被浪費，節約了系統運行成本。”

項目中，工業園區型微網包含了4種類型的發電單元：分布式光伏發電系統、柴油發電機、電池儲能系統及飛輪儲能系統。如何對這些發電單元進行協調管理，保證園區微網內用戶的安全用電是工程后期調試中面臨的最大難題。項目組經過為期數月的現場調試，從發電單元自身性能的優化到上層監控系統數據傳輸速度的改進，最終項目組成功完成了上層能量管理控制器的集成設計，保證各發電單元在實際工況中協調有序運行。

園區微網在運行過程中還必須能實現并離網暫態過程的無縫切換。而項目要達到的目標——將無縫切換的時間控制在20毫秒以內，這在世界范圍內也是一項比較苛刻的要求。基于上述技術指標要求，項目組與并網開關制造商及能量管理策略供應方進行了多次技術研討，制定了多種并離網切換運行方案，并邀請相關專家進行了方案評審，最終制定了基于儲能變流器控制微網公共連接點開關的解決方案，實現園區微網系統的無縫切換。

唯創新者近，唯創新者勝，唯創新者強。項目成功攻克了光/儲微網發電技術中的若干瓶頸問題，促進了相關產業的技術進步，帶動了新能源行業的發展，推動了產業化進程，提升了我國在分布式微電網發電領域核心技術的競爭力。基于實際光儲微網示范工程，項目組研制出了多種光伏發電、儲能、電能質量治理系列產品，促進國內新能源行業相關課題的研究和開發。

據項目組成員、中國電科院儲能系統集成與配置技術研究室副主任李蓓介紹，這一項目可以推動分布式光伏、電池儲能系統等智能微電網關鍵設備的應用，形成涵蓋光伏、儲能、電力電子及監控裝置的上下游產業鏈，預計未來的市場規模可達到百億元。

為建設智慧能源系統鋪路

園區示范

工業園區：在英利三期工業園區內，西側和南側外墻上安裝了光伏板的實驗樓格外醒目，這棟實驗樓外側的光伏發電系統裝機容量為605峰千瓦，光伏逆變器及其匯流箱均安裝在樓頂。在實驗樓的地下室內，還集成安裝了200千瓦時的電池儲能系統、1.5千瓦時的飛輪儲能，和100千瓦的柴油發電機系統。這些發電單元構成了工業園區的供電系統，并結合建筑大樓負荷構建具備并網和離網運行能力的智能微電網系統。

園區的白天用電負荷較大，且比較平穩，夜間負荷較小;白天和夜間負荷曲線變化接近階躍函數，且發生變化的時間點基本相同。

園區微網系統平時并網運行，光伏發電系統首先為負載供電，多余電能可實現余電上網。在并網運行過程中，飛輪儲能聯合電池儲能可以平抑光伏的功率波動，保證公共連接點的電能質量。

在大電網發生故障或進行安全檢修時，微網系統就離網運行，此時光伏系統聯合儲能系統為負載供電，若儲能系統能量耗盡，則可啟動柴油發電機組來確保負荷的不間斷運行。

據測算，605千瓦光伏系統在25年的壽命期內共能產生約979萬千瓦時的電能，平均每年產生39萬千瓦時電能。與同等電量火電廠相比，相當于25年節約標準煤約3427噸(以火電煤耗每度電耗標煤350克計)，減排二氧化碳7900噸、二氧化硫73噸、氮氧化物21噸，將大大助力工業園區的節能減排。

居民園區：項目同時還在深圳市光明新區欣旺達鋰電池生產基地宿舍園區內，開展了居民園區工程示范。該園區特點為白天用電負荷少，夜間用電負荷多，負荷隨機性較大且微網能量組成形式簡單，只包含光伏發電系統和鋰離子電池儲能系統。

園區內光伏發電系統裝機容量460峰千瓦，分別安裝在園區三棟廠房的屋頂;電池儲能容量為660千瓦時，采用了一臺250千瓦主儲能變流器和一臺100千瓦輔儲能變流器并網，其中主儲能變流器主要實現并網功率控制及離網電壓頻率控制，輔儲能變流器主要實現系統三相四線電流不平衡補償。

該園區微網公共連接點上級設置了兩路380伏線路，一路為工業用電電網，另一路為民用用電電網。當光伏發電有富余時(即除了給電池充電和微網負荷供電外還有富余)，輸送到工業用電電網;當光伏發電欠缺時，從民用用電電網上取電，最大程度節約系統運行成本。

這一居民園區示范工程同樣也能產生可觀的減排效益。據測算，460千瓦光伏系統在25年壽命期內共產生約744萬千瓦時的電能，平均每年產生30萬千瓦時電量。與同等電量火電廠相比，相當于25年節約標準煤約2636噸(以火電煤耗每度電耗標煤350克計)，減排二氧化碳6076噸、二氧化硫56噸、氮氧化物16噸。