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摘要：为了促进微电网技术领域的发展，合理规划含分布式能源和微电网的配电网工程建设，本文深入调研了微电网技术的发展和应用现状；利用中新知识城计划开展微电网和20kV配电网试点建设工程的契机，针对工程建设的特点，分析研究了中新知识城微电网、配电网建设项目的建设条件、规模内容、建设方案等内容，并进行结论分析与工作建议。
关键词：微电网；分布式能源；配电网建设工程；中新知识城
1.概述
微电网（Micro-Grid）也译为微网，是一种新型网络结构，是一组由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。
知识城微电网及配电网建设项目是在充分利用国家能源政策的发展契机下，为满足城市规划建设、创新发展的需要，推进能源结构调整、优化电压层级、和智能电网建设，试点推广的新型网络结构建设工程之一。
本文围绕微电网技术领域的发展理念，结合知识城区域电网现状特点和发展规划，探讨了知识城微电网及配电网建设试点项目的分布式电源、配电网实施规划，并初步分析了工程建设方案，最后从理论上对项目进行总结以及建议，对今后合理规划微电网及配电网建设有一定的参考示范作用。
2. 知识城电网现状特点
截止2016年12月，知识城区域电网电压序列采用220/110/20/0.4kV。主要由110kV九佛站和110kV云平站供电，知识城区内现状有3回20kV线路（均为专用线路），配变10台，20kV配电网尚未形成规模。有10回10kV线路（其中9回公用，1回专用），配变209台（其中公变98台，专变111台）。
3. 知识城微电网建设
3.1 建设条件
根据电网现状和发展规划，知识城微电网建设包含总体建设、电源点、储能系统、配电网及其自动化等方案。
知识城以多微电网规划设计、综合能源控制技术以及多微电网协调控制技术，建设能实现冷热电综合供应的多微电网示范工程，并利用先进的能效管理系统实现冷热电在区域内的最优利用。另外，知识城所处区域太阳能总量等级为C级（丰富），具备太阳能应用的自然条件，因此在知识城微电网建设过程中，光伏发电站作为电源点建设重要组成部分。联合循环机组及冷热电三联供机组均采用20kV并网运行，必需搭建20kV电压等级的微网。因此以微电网电源点建设与20kV配电网建设作为本工程的两大核心内容。
3.2 总体方案
微电网支持并网和孤网两种运行模式。在并网工作模式下，一般与中、低压配电网并网运行，互为支撑，实现能量的双向交换。在外部电网故障情况下，可转为孤网运行模式，继续为微网内重要负荷供电，提高重要负荷的供电可靠性。通过采取先进的控制策略和控制手段，可保证微电网高电能质量供电，也可以实现两种运行模式的无缝切换。
3.3 微电网电源点建设
将负荷相对集中的区块组成燃气冷热电三联供能源组，同时结合部分太阳能光伏发电系统形成微电网的布局，区块内分布式能源发电出力满足园区稳定电力需求，能源站所发电力除自用外还能供区块外用户使用（采用电力直供的方式），电力接入方式按照并网不上网的原则考虑。同时在该区块内的冷水管网也形成微冷网，不同建筑供冷管道可互为备用和补充。对工业区采用燃气-蒸汽联合循环系统，所发电力除能源站自用外全部上网，同样考虑在能源站内增设部分电动冷水机组，采用自发电带动冷水机组对能源站周边部分建筑直接供冷，而联合循环系统采用蒸汽管网满足区域内的工业蒸汽需求以及部分制冷需求。
结合知识城的具体情况，微电网电源点建设主要为联合循环、冷热电三联供和光伏发电三种分布式能源的建设，远景年整个知识城微电网电源点出力合计将达194MW。
3.4 配电网建设
根据知识城配电网发展现状，结合国内外发达地区配电网先进经验，电网建设标准能够满足负荷密度、通道、建设、上级电源容量等多种需求，优化配电网络结构，提高电网供电能力，增加供电企业经济效益，在知识城逐步实现由10kV中压配电网向20kV中压配电网的转变，可以更好平衡迅猛发展的供电需求与电力通道紧张的矛盾。能更好地适应经济社会和电网发展的新形势，提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，节约土地和通道资源，促进园区土地资源的集约利用，充分利用现状基础与发展资源，节省投资，实现经济效益最优化。
3.5 建设规模
（1）微电网建设规模
近期（2020年）规模：联合循环42MW，三联供20MW，光伏发电30MW；远景年规模：联合循环84MW，三联供40MW，光伏发电70MW，储能站配置4MW/16MWh的储能电池，微电网能量管理系统等配套监控系统。具体情况如下表所示：
（2）配电网建设规模
现状知识城已建20kV配电线路3回均为专用线路，开关房11座；到2020年，知识城配电网规模为：20kV配电线路18回，开关房48座；至远景年，知识城配电网规模为：20kV配电线路148回，开关房338座（配网自动化一并实施）。具体情况如下表所示：
4. 结论和建议
知识城微电网生产的电能采用就地消纳的形式，与传统供电模式相比，其中减少了升压、输电、降压的环节，微电网生产的电能可直接供给用户或通过配电网供给，因此，知识城微电网的供电网络节省了由于长距离输电线路及升、降压环节带来的损耗，节能降耗效果明显。
参考文献：
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[2]刘美珺. 微电网技术研究现状与发展前景概述[J]. 科技创新与应用,2015,(27).
[3]杨新法,苏剑,吕志鹏,刘海涛,李蕊. 微电网技术综述[J]. 中国电机工程学报,2014(1).
论文作者:林炜涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/21
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