摘要：微电网吸纳了分布式发电的优点，为新能源的有效利用提供了平台。本文说明了微电网建设的背景条件，分析了国家关于建设微电网的制度、政策，概述了目前国内微电网的主要应用情况。主要结合大唐鲁北发电厂实际情况，设计了微电网建设方案，利用厂内闲置土地，建设光伏、风力发电，并配套储能系统，努力实现电厂利益最大化。
关键词：微电网；分布式发电；光伏发电；闲置土地
0 引言
随着电力市场改革逐步深入，老旧发电厂存在能耗高、厂用电率高、人员冗杂等问题，在竞争中处于劣势地位，同时都保留大量闲置土地（尤其是有老机组关停情况的电厂）。本文结合大唐鲁北发电厂情况，探讨如何综合利用现存闲置土地资源，进行新能源开发，构架多能互补微电网，降低厂用电率，实现效益最大化，同时节省大量的绿化成本，有效解决一部分人员岗位问题，希望对企业可持续发展具有一定意义。
1 微电网建设的背景条件和国家政策、制度情况
1.1 微电网定义
微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统[1-4]。微电网的诞生旨在建立多元融合、供需互动、高效配置的能源生产与消费模式，积极推动清洁低碳、安全高效的现代能源体系建设。微电网强调的是多种能源互补应用、能源梯次和循环利用，提高能源利用效率。
微电网分为并网型与独立型，可实现自我控制和自治管理。并网型微电网通常与外部电网联网运行，且具备并离网切换与独立运行能力。本文针对并网型微电网，结合大唐鲁北发电厂实际情况进行探讨和分析。
国家主要政策、制度情况
国家十分重视分布式能源、微电网的建设，制定了较多指导性制度和意见，最近出台的主要是：2017年7月17日，国家发展改革改委、国家能源局关于印发《推进并网型微电网建设试行办法》的通知；2017年11月8日，国家发展改革委、国家能源局关于印发《解决弃水弃风弃光问题实施方案》的通知；2018年2月26日，国家能源局下发关于《2018年能源工作指导意见》。
1.3 目前国内主要运用情况
据了解，已经成熟应用的有：珠海东澳岛微电网项目的建成，解决了岛上长期以来的缺电现象，最大程度地利用海岛上丰富的太阳光和风力资源，最小程度地利用柴油发电，提供绿色电力。随着整个微电网系统的运行，东澳岛可再生能源发电比例从30%上升到70%。
2015年8月，烟台长岛分布式发电及微电网接入控制工程通过国家发改委验收，正式竣工投运。这是我国北方第一个岛屿微电网工程，可以在外部大电网瓦解的情况下,实现孤网运行保证对重要用户的连续供电,极大地提高长岛电网的供电能力和供电可靠性。
2 大唐鲁北发电厂微电网建设探讨
2.1 大唐鲁北发电厂基本情况
大唐鲁北发电厂位于鲁北高新技术开发区，园区内部拥有多家大型企业集团，存在众多用电负荷，用电需求较大。大唐鲁北发电厂属于传统的中小型发电企业，较高的厂用电一直制约着公司提质增效的步伐。大唐鲁北发电厂建成后的分布式发电系统通过小型的配电网系统实现向厂区及园区内部用电单元供电，同时配套配备一定容量的储能装置，实现用户端自发自用为主、余量上网、发电量就近消纳的运行模式，减少因远距离输电造成的电能损耗。一方面消纳不足部分电量可以有效降低降低火电机组厂用电率，提高公司整个发电系统的能源综合利用效率；另一方面园区众多用电负荷基本可以实现完全消纳微电网系统的发电容量，实现新能源的就地消纳，不会发生弃风弃光现象，不会对大电网造成冲击。
同时，大唐鲁北发电厂作为传统的火力发电企业，厂区内部有较多闲置土地，长期闲置将持续增大环保压力。由于公司地处盐碱之地，不适合对闲置土地进行绿化，且绿化后将大大增加后期维护成本，同时无法为公司创造更多的经济效益。另外，作为传统的发电企业，长期以来，厂区堆积了大量的亚硫酸镁脱硫副产品，在多风季节易扬尘。随着国家环保政策的日益严格，继续露天堆放已经不可能，公司拟在厂区闲置土地建设废弃物临时堆棚，抑制扬尘的发生，在建设废弃物临时堆棚的同时，利用堆棚屋顶铺设光伏板，在厂区附近较为空旷的区域建设分散式风力发电机，从而形成风电、光伏共存的新能源微电网系统。
2.2 计划实施方案
大唐鲁北发电厂联网型微电网建设项目，设计负荷容量不小于 9MWh ，负荷类型为单相负荷和三相负荷混合用电接入。按当地最小日照辐射量的日照时数和年平均风速设计建设方案如下：
1.结合厂区分布特点，因地制宜，利用屋顶和空置土地资源建设发电峰值容量12.7176MWp光伏发电系统。
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2.海水前池区域布置安装具有微风启动、轻风发电特点的1.5MW小型风力发电系统2台，形成安装容量为3MW的小型风力发电系统，连同光伏发电系统一起接入区域微电网。
3.配置 25.4352MW电池储能系统接入微电网系统。
4.部署包含二次测控保护、通讯与数据采集在内的设备和微电网集中管理系统，实现联网微电网供电网络的协调运行，最终建成一个包含风、光、储、微一体的智能化供电系统，如下图，利用微电网的实时调度与控制实现整个系统的高效、安全运转。
2.2.1 光伏发电系统
大唐鲁北发电厂计划建设废弃物堆棚，利用堆棚屋顶铺设光伏板，建设新能源光伏电站。太阳能总装机容量12.7176WM，采用“自发自用，余量上网，就近消纳”的发电模式。建成后，首年发电量为1685.49万kWh，根据山东省太阳能资源、气象观测站相关数据进行估算，首年可利用小时数为1325.32h，20年平均发电量675.17万kWh，20年年均利用小时数约1128.35h。
2.2.2风力发电系统
根据厂区规划，在海水前池安排总容量为2X1.5MW 的风机。半岛北部沿海年平均风速为4.0-6.0 m/s，场址主风向 SSW，主风向区间 SSW～SW、ENE，年平均风速初步评估在 6m/s 左右，风能资源较好，风力发电机年度利用小时为2300h，风电年发电量690万千瓦时，25年总发电量为17250万kwh。
2.2.3储能系统
（1）储能容量配置
在微网系统中，储能在正常并网时主要起到平滑分布式发电出力、进行削峰填谷的作用，在紧急情况和一些特定控制条件下，储能起到备用电源的作用。储能的容量配置也是基于以上目的而进行的，在考虑经济性的前提下，结合光伏和风力发电功率的估算，同时考虑到离网运行启动电机类负载的冲击电流，本方案建议储能配置容量为12.7176MW×2h。
白天光伏或火电所发电能除给用户负荷供电外，多余电能储存到储能系统中；晚上适量控制储能系统释放一部分电能，以便第二天白天有适当的空间进行再次储能。
2.2.4微电网综合监控系统
通过建设微电网综合监控系统，实现微电网电源、储能、负荷的测量、计量、保护、控制，促进孤岛微电网供电网络的协调运行，形成包含风、光、储、微一体的智能化供电系统，达到微电网安全、可靠、经济、高效的运行。
2.3经济效益测算
一是符合环保要求，节省环保费用。大唐鲁北发电厂光伏项目对现贮存亚硫酸镁及废弃物堆棚进行光伏板铺设，提升公司效益产业链的同时，符合当地环保部门对公司的环保整改要求，并能彻底解决公司可持续发展亚硫酸镁贮存需求，每年可以避免缴纳大量环境保护税金。
二是收益收效可观，拓展盈利渠道。大唐鲁北发电厂按照能源合同模式，与周边多家用电企业用电企业签订了分布式能源供用电协议书，以保障分布式发电量全部就地消纳，售电价格0.65元/kwh，全年收益可观。
三是选址定在厂区，节省土地费用。大唐鲁北发电厂光伏、风电项目利用厂内闲置土地开展建设，不占用周边土地，每年可节约大量征地费用。
3 其他方面
微电网电网建设门槛高、条件不容易具备。一是一般发电企业不具备微电网建设资格，需具备电力业务许可证。二是国家政策没有放开，只有列入试点项目，才可以进行微电网项目建设。
4 结语
大唐鲁北发电厂建设新能源微电网，与周边的众多用电单元相距较近，不仅可以避免远距离输电造成的电能损耗，而且可以与火电机组实现很好的互补，提高能源的综合利用效率。
参考文献：
[1] Lasseter R H．Microgrids[C]//Proc. of 2002 IEEE Power Engineering Society Winter Meeting．New York：IEEE，2002：305-308．
[2]Hatziargyriou N，Asand H，Iravani，et a1．Microgrids[J]．IEEE Power and Energy Magazine，2007，5(4)：78-94．
[3] Morozumi S ． Microgrid demonstration projects in Japan[C]//IEEE Power Conversion Conference，2007：635-642．
[4] Piagi P ， Lasseter R H ． Autonomous control of microgrids[C]//Proc．IEEE PES Meeting．Montreal：IEEE，2006：1-8．
论文作者:王大伟
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/16
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