微电网在内蒙古电网中使用展望

　　随着各国经济的发展，能源需求特别是电能需求也随之迅速增长。伴随电能需求的飞速增长，电网的规模也愈来愈大，超大规模电力系统和超大规模网架带来的弊病也日益显现。往往为了保证用户提出的越来越高和越来越多样化的安全性和可靠性要求，运行成本和运行难度亦与日俱增。

　　基于此，各国都已经在分布式发电的基础上开展微电网的研究，各国都立足于本国电力系统的实际问题，提出了能够适应其自身的微电网概念和发展目标。经过多年的探究，已经证明，微电网对我国电力系统发展和国民经济提高能够起到重要的意义，另一方面对我国偏远地区，特别是内蒙古、新疆、西藏等地牧区的电网发展有更深远的作用。

　　微电网的概念

　　相对于传统电力系统而言，独立的控制单元变成了体现微电网的关键，其作用和控制理念是把工业控制当中的FCS(现场总线控制系统 FieldbusControl System)和DCS(分散控制系统DistributedControl System)控制理念在电网当中实际应用和发展。

　　日本学者提出：基于独立控制单元的灵活可靠的智能能量供给系统(FRIENDS)，其主要思想就是在配电网络中加入足够灵活的交流输电系统控制装置，并利用控制器快速和灵活的控制性能来完成微电网的能源构成、分配和使用的优化，在满足用户的多种电能质量的前提下，缩减成本。

　　另一方面微电网技术的供电部分同分布式发电相似，每一个单独的微电网当中必须包含独立电源。这就保证了微电网技术在处于孤岛运行时能够不间断向用户供电，但同时由于微电网还要考虑并网时的运行状态和并网瞬间的暂态影响，处于在微电网中的配电结构需要重新设计，并要求能够保证在并网时不会对所并入电力网络造成失稳运行。

　　另一方面还要保证微电网中的用电用户，特别是敏感负荷的安全稳定运行，就需要对敏感负荷的接线进行单独的特殊设计。例如：将不重要的用电负荷接在同一条回馈线路上，敏感或是重要的用电负荷接在另外的回馈线路上，同时把电源或储能元件、相应的控制系统以及调节和保护设备与敏感、重要的负荷连接在同一条回馈线路上。这样便使得微电网与主网解列时，通过各种隔离装置同时解列一些不重要的负荷，但同时保证重要的负荷和用电用户的正常用电不受影响。

　　对于微电网中的电源部分，由于各个国家和各个地区对于微电网的定义和研究方向以及情况的不同，其对于微电网当中所使用的电源也做了不同的定义。例如，美国提出微电网电源中大多数必须是电力电子型的，结合现有的控制设备和控制系统之后，确保能够成为一个集成系统运行和管理，使其微电网的运行能够作为大电力系统的一个受控单元。

　　又例如欧洲对于微电网电源是这样阐述的：欧洲电网积极鼓励社会各界广泛参与电力市场，其中能源形式包括风、光、潮汐以及沼气发电等各种新能源。这是智能电网思想的一个体现，微电网中的能量控制的智能性和能量利用的多元化等特点也使其成为欧洲未来智能电网的重要组成部分。

　　内蒙古电网的现状及发展方向

　　内蒙古电网供电区域目前为自治区中西部六市二盟，包括呼和浩特市、包头市、乌海市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、乌兰察布市、阿拉善盟、锡林郭勒盟，供电区域面积约72万平方千米，人口约1230万人。目前，电网已投运500 千伏变电站14座，变电容量1800万千瓦伏安，线路长度3055千米，220千伏变电站86座，变电容量2149千瓦伏安，线路长度8825千米。

　　电网统一调度装机容量3638万千瓦，其中火电3064万千瓦，水电及生物质58万千瓦，风电516千瓦。电网最高发电负荷1995万千瓦，区内最高供电负荷1260万千瓦，风电最高发电312万千瓦。

　　目前内蒙古电网有丰泉-万全，汗海-沽源-平安城2个向华北电网送电的通道，共计4回500千伏线路，最大外送电力390万千瓦。

　　预计在国家“十二五”规划的五年内，内蒙古装机容量年均增长12.8%，新增负荷990万千瓦。同时调整能源结构，增加风能等新型清洁能源的装机规模和容量，减缓传统能源发电的发展速度，逐渐改变和调整内蒙古地区的发电能源构成。

　　在目前内蒙古电网发展的过程中，也凸显出了一些尚待改进或是尚未解决的问题。例如中低压配电网络的建设与城市、农村的应急和社会发展不相适应、不够协调。城市、农村特别是牧区的中低压配电网络不能完全适应上级高压网络的安全运行，同时也不能够很好地满足经济社会发展的用电需求，主要体现在：配电网络的结构较为薄弱;部分地区设备老化;牧区供电能力不足等等。

　　反观内蒙古电网所拥有的风电和光伏电力资源十分丰富，特别是在牧区和电网边缘地带，但目前新能源发电的送出情况却不容乐观。目前内蒙古电网的投资能力尚无法满足特别大规模的风电送出要求。

　　原因有三：内蒙古风电场分布大都处于高压主网路的边缘，风电接入电网距离少则几十千米，多则上百千米，这就使得风电的投资远远超过火电;在风电网附近没有形成单独供用电的体系和配套设施，这样不仅增加了部分地区的供用电投资成本，也在一定程度上阻碍了风电产业的健康发展;由于风电的供电随机性较大，就目前而言，还缺乏用针对非用电高峰所发电的储能设施和设备。

　　对于风电并网的问题，在2010年内蒙古电力(集团)有限责任公司也制定出了相关的解决方案和建议使用的措施。例如：加大抽水蓄能电站的建设力度，增加抽水蓄能电站在电网调峰过程中的地位和作用;提高外送通道在用电低谷时的送电容量;同时增加供热机组在供热期的调峰能力等。

　　微电网在内蒙古电网中使用展望

　　我国的电力系统发展已经进入了智能化、大电网、高电压、长距离、大容量阶段，电力网络中各个子网络的不稳定因素都会影响整个供电电力网络系统的稳定和安全运行。

　　为此而提出的分布式发电技术以及相关解决方案，虽然能够在一定程度上解决地区的供电，但在电力系统管理边缘的大量类似于分布式电网电源的并网，很有可能因为自身电源的影响造成电力系统的不易控、不安全和不稳定，而影响到整个电力系统的安全运行和稳定使用。随着智能电网的理念的推广，各省网公司都在加紧验证与探索适合自身电网区域的智能电网构成和标准。只有在智能电网的控制基础情况下，微电网技术才能够保证其并网与解列时不会对自身和大电力系统造成影响。

　　相对于传统的电力网络控制和分布式发电的网络控制而言，微电网能够通过其自身的先进控制设备和控制策略来完成之前无法完成或完成困难的控制要求。例如在发生自然灾害，主干网架由于灾害不能够正常运行时，这种情况下微网控制系统可以把微网控制范围从故障主干网架解列，变成一个能源孤岛运行，并待主干网络恢复之后重新并网。这样的功能可以很大程度提高电力系统的安全性和可靠性，特别是增强电力系统在灾害发生时的自我保护能力，同时也在一定程度上提高了整个电力系统自愈能力。

　　另一方面，微电网的先进控制系统还能够使得不同的微电网之间实现交流互通，特殊时刻形成由微电网组成的暂时性的一个区域电网，以满足微电网之间能源互补的要求。

　　例如，在微电网尚未并入主要网络时，由于风能因为地形和季节导致地区风力发电量不同，作为微电网中的电源，其提供的能源总不能一直符合负荷的量的要求，而相邻的微电网在控制设备控制下完成联通之后就能够从一定程度增加风能电力的利用率。加之先进的电网控制装置，使得微电网能够根据终端用户的不同需求来提供差异化的电能服务。

　　在厂网分开后，内蒙古电力市场利益主体更加多元化，厂网矛盾增多，厂网协调难度加大，特别是对电网设备的安全管理不到位，这些都对电力系统安全稳定运行构成了威胁。

　　如上文所述，与常规的集中供电电站相比，微电网可以和现有电力系统结合形成一个高效灵活的新系统。其无需建设配电站，可避免或延缓增加输配电成本，同时由于是就地供电，没有或很低的输配电损耗，可降低终端用户的费用;加之供电的容量较小，使得对建设所要求不高，不占用输电走廊，施工周期短，高效性灵活，能够迅速应付短期激增的电力需求，同时在风场和光伏发电场附近，减少火电使用，从一定程度上降低了污染物排放。

　　由于内蒙古大部分地区的常规输电线路距离远、功率小、线损大、建设变电站费用高昂，导致内蒙古常规电网难以覆盖或是难以提供有效配合当地发展的电力供应支持，而通过微电网技术，这种情况将得到有力的缓解。可以为内蒙古的经济发展提供能源保障。