一、微電網(wǎng)定義及應(yīng)用領(lǐng)域

微電網(wǎng)(Micro-Grid)也譯為微網(wǎng)，是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。

微電網(wǎng)的提出旨在實(shí)現(xiàn)分布式電源的靈活、高效應(yīng)用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問(wèn)題。開(kāi)發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，使傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過(guò)渡。

總體來(lái)看，目前世界范圍內(nèi)的微電網(wǎng)工程以示范和研究為主，主要應(yīng)用場(chǎng)所是難以接入大電網(wǎng)的海島以及山區(qū)、大學(xué)校園，但也有少部分是在社區(qū)或城市，以實(shí)現(xiàn)社區(qū)或城市的智能化。

二、微電網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域

2017年，受國(guó)內(nèi)光伏分布式市場(chǎng)加速擴(kuò)大和國(guó)外新興市場(chǎng)快速崛起雙重因素影響，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)、技術(shù)水平明顯提升、生產(chǎn)成本顯著下降、企業(yè)效益持續(xù)向好、對(duì)外貿(mào)易保持平穩(wěn)。

1、產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。2017年我國(guó)多晶硅產(chǎn)量24.2萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)24.7%;硅片產(chǎn)量87GW，同比增長(zhǎng)34.3%;電池片產(chǎn)量68GW，同比增長(zhǎng)33.3%;組件產(chǎn)量76GW，同比增長(zhǎng)31.7%。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)生產(chǎn)規(guī)模全球占比均超過(guò)50%，繼續(xù)保持全球首位。

2011-2017年我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

2、技術(shù)水平不斷提升。P型單晶及多晶電池技術(shù)持續(xù)改進(jìn)，常規(guī)產(chǎn)線平均轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到20.5%和18.8%，采用鈍化發(fā)射極背面接觸技術(shù)(PERC)和黑硅技術(shù)的先進(jìn)生產(chǎn)線則分別達(dá)到21.3%和19.2%。多晶硅生產(chǎn)工藝進(jìn)一步優(yōu)化，行業(yè)平均綜合電耗已降至70KWh/kg以下。

3、生產(chǎn)成本顯著下降。在技術(shù)進(jìn)步及生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化改造的共同推動(dòng)下，我國(guó)領(lǐng)先企業(yè)多晶硅生產(chǎn)成本降至6萬(wàn)元/噸，組件生產(chǎn)成本降至2元/瓦以下，光伏發(fā)電系統(tǒng)投資成本降至5元/瓦左右，度電成本降至0.5-0.7元/千瓦時(shí)。

4、企業(yè)效益持續(xù)向好。受惠于市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，企業(yè)出貨量大幅提高，同時(shí)由于技術(shù)工藝進(jìn)步帶動(dòng)生產(chǎn)成本下降，我國(guó)光伏企業(yè)盈利水平明顯提升，上游硅料、硅片、原輔材、以及下游逆變器、電站等環(huán)節(jié)毛利率最高分別達(dá)到45.8%、37.34%、21.8%、33.54%和50%。

國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)53.06GW，其中，光伏電站33.62GW，同比增長(zhǎng)11%;分布式光伏19.44GW，同比增長(zhǎng)3.7倍。截至2017年12月底，全國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)到130.25GW，其中光伏電站100.59GW，分布式光伏29.66GW。

對(duì)比近幾年數(shù)據(jù)可以看出，2017年光伏發(fā)電裝機(jī)情況呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、新增裝機(jī)再次刷新歷史新高

2017年，中國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)為53.06GW，同比增加18.52GW，增速高達(dá)53.62%，再次刷新歷史高位。此外，2017年的新增裝機(jī)還是2016年的1.5倍、2015年的3.5倍、2014年的5陪和2013年的4倍，由此可見(jiàn)2017年光伏新增裝機(jī)出現(xiàn)了大幅快速增長(zhǎng)。

2013-2017年我國(guó)光伏新增統(tǒng)計(jì)

截至2017年底，中國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)到了130.25GW，而此前太陽(yáng)能“十三五”規(guī)劃的目標(biāo)僅105GW，已經(jīng)提前并超額完成了“十三五規(guī)劃目標(biāo)”。按照目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，預(yù)計(jì)到2020年底，中國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)將有望達(dá)到250GW。

2013-2017年我國(guó)光伏累計(jì)裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)

2017年，中國(guó)分布式光伏新增裝機(jī)19.44GW，同比增加15.21GW，增幅高達(dá)3.7倍，占總新增裝機(jī)的比重為36.64%，較2016年提升24.39個(gè)百分點(diǎn)，并刷新創(chuàng)歷史新高。此外，2017年分布式新增裝機(jī)不僅是2016年的4.7倍、2015年的14倍、2014年的9.5倍和2013年的24.3倍，還遠(yuǎn)超2016年底的累計(jì)裝機(jī)(10.32GW)。因此，可以說(shuō)2017年是中國(guó)分布式光伏發(fā)展的元年。

2013-2017年我國(guó)分布式光伏發(fā)展情況

2017年，中國(guó)光伏電站新增裝機(jī)33.62GW，同比增加3.31GW，增幅僅有11%，而此前2016年的增幅卻高達(dá)121%，2015年增幅也超過(guò)了60%。由此可見(jiàn)，受補(bǔ)貼拖欠、土地資源和指標(biāo)規(guī)模有限、分布式光伏的爆發(fā)式增長(zhǎng)等多重因素制約，光伏電站增長(zhǎng)開(kāi)始逐漸呈現(xiàn)放緩跡象。

2013-2017年我國(guó)光伏電站發(fā)展情況

2017年，華東地區(qū)新增裝機(jī)14.67GW，同比增加1.7倍，占全國(guó)的27.7%;華中地區(qū)新增裝機(jī)為10.64GW，同比增長(zhǎng)70%，占全國(guó)的20%;西北地區(qū)新增裝機(jī)6.22萬(wàn)千瓦，同比下降36%。由此可見(jiàn)，中國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)的重心已經(jīng)開(kāi)始由此前的西北地區(qū)向中東部地區(qū)轉(zhuǎn)移。

三、微電網(wǎng)發(fā)展前景

微電網(wǎng)有著不可忽視的作用，它優(yōu)于大電網(wǎng)，在它出現(xiàn)問(wèn)題不能及時(shí)供電時(shí)可以作為后續(xù)繼續(xù)進(jìn)行供電，因?yàn)椴皇芷渌匀灰蛩氐挠绊?，是現(xiàn)在我們國(guó)家積極去發(fā)展和扶持的一個(gè)項(xiàng)目。目前我國(guó)微電網(wǎng)發(fā)展處于起步階段，還需要進(jìn)行技術(shù)、政策、管理等方面的研究與實(shí)踐。

1、微電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式方面：目前我國(guó)微電網(wǎng)范圍界定尚不明確，運(yùn)營(yíng)模式尚未理順，需要在提高重要負(fù)荷的供電可靠性、滿足用戶定制電能質(zhì)量要求、降低運(yùn)行成本等方面積極開(kāi)展適合我國(guó)國(guó)情的微電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式的研究，為規(guī)范和引導(dǎo)微電網(wǎng)投資建設(shè)提供有力依據(jù)。

2、微電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃需要對(duì)現(xiàn)有國(guó)際同類設(shè)施做大量的分析研究，然后經(jīng)過(guò)綜合性的評(píng)價(jià)與創(chuàng)新開(kāi)發(fā)，創(chuàng)造出新型供電方式，為國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)的行業(yè)發(fā)展建立指引性的標(biāo)準(zhǔn)。

3、微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)方面：微電網(wǎng)運(yùn)行協(xié)調(diào)控制技術(shù)是微電網(wǎng)技術(shù)的核心。雖然國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)出微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，但難以滿足實(shí)時(shí)性更強(qiáng)、靈活性更高的要求。需要開(kāi)展微電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行控制的技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部及與配電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

對(duì)于微電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，具有節(jié)能、方便、可靠性高等特點(diǎn)，在應(yīng)用中具有巨大潛力。這對(duì)于歐美等國(guó)家來(lái)說(shuō)，也非常重視微電網(wǎng)的發(fā)展情況，并保持呈現(xiàn)出不同的發(fā)展特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)的微電網(wǎng)主要是為了使電能更加低碳環(huán)保，破除偏遠(yuǎn)地區(qū)供電難等問(wèn)題，結(jié)合先進(jìn)的規(guī)劃方法和管理措施，以達(dá)到資源利用率高、對(duì)環(huán)境友好和供電充足等目標(biāo)。

隨著用電需求的快速增長(zhǎng)以及發(fā)電規(guī)模趨于多樣化和分散化，電力系統(tǒng)和設(shè)備必須在極端壓力條件下完成“提高可靠性，提高運(yùn)營(yíng)效率，降低成本”的任務(wù)，這就產(chǎn)生了對(duì)微電網(wǎng)要求。微電網(wǎng)有諸多優(yōu)勢(shì)，比如可以有效解決風(fēng)、光等清潔能源并網(wǎng)問(wèn)題;電力運(yùn)輸半徑小，線損非常低，在出現(xiàn)意外狀況或者自然災(zāi)害的時(shí)候，可以自行提供電力，確保小范圍電力的穩(wěn)定運(yùn)行;還可以解決部分調(diào)峰和備用問(wèn)題。

過(guò)去數(shù)年，光伏、風(fēng)能等新能源的度電成本、儲(chǔ)能成本在迅速下降，微電網(wǎng)的控制技術(shù)不斷成熟，設(shè)備生產(chǎn)成本不斷下降，微電網(wǎng)建設(shè)的爆發(fā)點(diǎn)在不斷臨近。

智能電網(wǎng)的重點(diǎn)任務(wù)是發(fā)展大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)技術(shù)，突破大規(guī)模間歇式新能源電源并網(wǎng)與儲(chǔ)能、智能配用電、大電網(wǎng)智能調(diào)度與控制、智能裝備等智能電網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)。微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的有機(jī)組成部分，隨著國(guó)家加大對(duì)智能電網(wǎng)的投資力度，微電網(wǎng)也面臨良好的發(fā)展機(jī)遇。未來(lái)隨著微電網(wǎng)技術(shù)不斷成熟、可再生能源成本下降、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及未來(lái)化石能源價(jià)格的持續(xù)上漲，微電網(wǎng)將得到爆發(fā)式增長(zhǎng)。