施耐德電氣：建好微電網(wǎng)，打好“攻堅戰”

近期，2018年政府工作報告出爐。報告明確提出了2018年要堅決打好“三大攻堅戰”，即推動(dòng)重大風(fēng)險防范化解取得明顯進(jìn)展，加大精準脫貧力度，推進(jìn)污染防治取得更大成效。其中，由于對能源結構進(jìn)行調整是推進(jìn)“污染防治”的重要實(shí)施途徑，加快落實(shí)中國能源轉型之路的步伐已經(jīng)是箭在弦上。

微電網(wǎng)撬動(dòng)能源轉型

3月20日，兩會(huì )剛剛落下帷幕，國家能源局就發(fā)布了《分布式發(fā)電管理辦法（征求意見(jiàn)稿）》，要求創(chuàng )新分布式發(fā)電市場(chǎng)機制和商業(yè)模式，加快可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，提高能源效率。分布式發(fā)電成為電力體制改革的重要抓手。一時(shí)間，能源圈里叫好聲一片。

毫無(wú)疑問(wèn)，作為分布式發(fā)電與配電網(wǎng)連接的橋梁，以及對主電網(wǎng)的有力補充，微電網(wǎng)在助力國家能源轉型和電力體制改革方面，將擔當重要角色。早在2015年，國家能源局就發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項目建設的指導意見(jiàn)》，意味著(zhù)新能源微電網(wǎng)上升至國家戰略層面。

微電網(wǎng)的部署強調新技術(shù)的應用，使分布式能源圍繞共同目標進(jìn)行協(xié)作，并幫助運營(yíng)方制定可優(yōu)化互聯(lián)系統的運營(yíng)和管理的分析戰略，以及緩解雙向電力系統的設計局限。微電網(wǎng)通過(guò)對安全和可靠的運營(yíng)、分布式能源控制以及優(yōu)化能源控制等方面的技術(shù)完善，從而達到通過(guò)高效分布式能源集成以及靈活的控制，以符合經(jīng)濟、低碳、安全等全球能源轉型的期望。

可以說(shuō)，微電網(wǎng)在能源轉型過(guò)程中體現了巨大價(jià)值，這包括借助分布式能源的靈活性節省資金；減少對化石燃料的依賴(lài)性，最大限度進(jìn)行本地能源的自產(chǎn)自銷(xiāo)，限制二氧化碳排放；在能源效率和自給能力的幫助下降低本地可再生能源的成本等等。

尋求高效的實(shí)施路徑

作為全球能效管理與自動(dòng)化領(lǐng)域數字化轉型的領(lǐng)導者，施耐德電氣認為，正所謂“工欲善其事，必先利其器”。微電網(wǎng)從來(lái)都不是以一個(gè)單一的狀態(tài)存在的。根據與主電網(wǎng)的連接關(guān)系，微電網(wǎng)有并網(wǎng)和離網(wǎng)之分，根據所有權類(lèi)型，又有公共和社區之分。相應地，相關(guān)的技術(shù)特性和組件可能會(huì )有所不同。在實(shí)際應用中，微電網(wǎng)帶來(lái)的機遇和項目在商業(yè)模式和商業(yè)環(huán)境、實(shí)際環(huán)境以及技術(shù)內容和工作范圍上，也會(huì )有所不同。因此，成功的微電網(wǎng)項目需要以具體情況而實(shí)施。在面對實(shí)施過(guò)程中的挑戰時(shí)，需要找到準確的工具與技術(shù)，以達到事半功倍的效果。

微電網(wǎng)類(lèi)型

施耐德電氣在研究中指出，雖然目前微電網(wǎng)已有許多成功實(shí)施的實(shí)例，但是想要推動(dòng)微電網(wǎng)的快速大規模的實(shí)現，還需要使用新的工具和精確的方法來(lái)確定微電網(wǎng)的參數，進(jìn)行具體設計計算，并針對高效實(shí)施展開(kāi)研究。

（一）主要參數設定

設定主要參數，旨在對實(shí)地和經(jīng)濟環(huán)境和背景進(jìn)行建模，以幫助工程團隊確定要使用的微電網(wǎng)組件的類(lèi)型和額定功率，從而最大限度降低給定的成本標準。在明確要采用的業(yè)務(wù)模式后，考慮到典型的體系結構和技術(shù)挑戰，必須了解某些具體的主要參數設定，并確定項目的經(jīng)濟可行性，然后提出適合的技術(shù)解決方案。

這一步通常需要使用微電網(wǎng)參數設定軟件工具完成，如使用最廣泛的工具之一HOMER Energy。此類(lèi)工具有助于完成選擇成本標準（如資本支出、運營(yíng)成本、凈現值成本、投資回報、平準化電力成本等）、定義涉及的技術(shù)參數、使用具有（實(shí)體和商業(yè)）典型參數相關(guān)數據庫的模型庫以及對不同的控制策略進(jìn)行建模并評估其優(yōu)勢等工作。

然而，這些工具因不允許用戶(hù)定義全局控制策略，而具有局限性。為克服這一限制，已有能源管理解決方案供應商為其能源解決方案架構和軟件開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用工具，例如由Geli開(kāi)發(fā)的ESyst軟件。此外，一些學(xué)術(shù)和工業(yè)的研究中心和初創(chuàng )企業(yè)，正在研究更多的開(kāi)放性方法。

（二）設計工程

在主要參數設定階段確定一個(gè)或幾個(gè)經(jīng)濟上可行的方案后，就需要進(jìn)行一些針對項目的工程研究。這些研究既可以指定設備的細節，還可以保證微電網(wǎng)在運行過(guò)程能夠準確工作。這個(gè)階段要執行的主要計算和研究包括：確定微電網(wǎng)所有運行模式和運行原理并詳細描述、所有可能的運行配置中的負載流量計算、短路電流計算、保護原理與協(xié)調研究、中性接地系統管理、動(dòng)態(tài)穩定性研究、電氣設備規格和單線(xiàn)圖（SLD）、微電網(wǎng)控制系統——功能分析和設計、能源管理優(yōu)化設置和穩健性分析、微電網(wǎng)測試和試運行等。

大部分電力系統工程研究可以使用市場(chǎng)上現有的計算機模擬工具進(jìn)行。對于穩定性研究來(lái)說(shuō)，主要挑戰是這些軟件工具會(huì )嵌入詳細的功率轉換器控制模型和機器規則，或者至少要允許編寫(xiě)新的控制策略，然后才能在工具的環(huán)境和語(yǔ)言中對其進(jìn)行測試。

（三）從設計到運行

在完成步驟繁多的項目設計流程之后，下一步就是將其落實(shí)并順利運行。在設計階段使用的某些計算機工具，可在運行過(guò)程中重復使用，尤其是對于可以提供額外服務(wù)機會(huì )的微電網(wǎng)模擬仿真模型來(lái)說(shuō)，這樣做非常有意義.。

例如，在操作員培訓中，新操作員可以利用模擬仿真來(lái)了解微電網(wǎng)在各種條件下的行為，并且遵循特定的事件。與操作員培訓一樣，模擬仿真可用于在做出運行優(yōu)化決策之前運行測試情景，以及預測特定事件發(fā)生后的任何后果。這不僅包括日?？刂婆渲玫淖兓?，還包括對微電網(wǎng)基礎設施所有升級或擴展的影響的評估。通過(guò)使用模擬仿真工具產(chǎn)生預期信號，然后將這些信號與真實(shí)信號進(jìn)行比較，就可以檢測出計算機模型和實(shí)際情況之間的差距，從而達到性能跟蹤和故障檢測目標。

施耐德電氣認為，當前微電網(wǎng)技術(shù)和解決方案目前已進(jìn)入使用階段。要打好“攻堅戰”，利用微電網(wǎng)技術(shù)助力能源結構調整，其部署需要更加清晰的路線(xiàn)圖，這會(huì )能真正有助于數字化和信息化浪潮下的能源行業(yè)變革的穩步前行。

關(guān)于施耐德電氣

施耐德電氣正在引領(lǐng)住宅、樓宇、數據中心、基礎設施及工業(yè)領(lǐng)域的能效管理與自動(dòng)化的數字化轉型。

施耐德電氣業(yè)務(wù)遍及全球100多個(gè)國家，是能源管理（包括中壓、低壓和關(guān)鍵電源）以及自動(dòng)化系統領(lǐng)域無(wú)可爭議的領(lǐng)先企業(yè)。我們能夠為用戶(hù)提供融合能源、自動(dòng)化以及軟件的整體能效解決方案。

在我們的全球生態(tài)系統中，施耐德電氣正在自己的開(kāi)放平臺上與眾多優(yōu)秀的合作伙伴、集成商和開(kāi)發(fā)者社區展開(kāi)協(xié)作，共同為用戶(hù)提供實(shí)時(shí)控制，提升運營(yíng)效率。

我們相信，優(yōu)秀的人才與合作伙伴使施耐德電氣成為偉大的企業(yè)。與此同時(shí)，施耐德電氣對創(chuàng )新、多元化與可持續發(fā)展的承諾，也將確保每一個(gè)人，在任何時(shí)間，在任何地方都能盡享Life Is On 。