我國新能源應用市場大規(guī)模啟動在即，智能微網受到來自政府、行業(yè)前所未有的關注。許洪華說：“我國在‘十二五’可再生能源發(fā)展規(guī)劃中已經提出了于2015年建成30個新能源微網示范工程，盡管項目總規(guī)模不大，但意義深遠。未來我國智能微網發(fā)展?jié)摿薮螅壳爸辽儆薪?00多個原來依靠柴油、小水電供電的住人島嶼和700多個獨立的光伏電站急需建設智能微網。”
“智能微網”辨析
近年來不斷出現的“智能電網”、“堅強智能電網”、“智能微電網”等新興詞匯，一定程度上造成了人們對智能電網的認識不清及混淆。事實上，智能電網的概念在2006年由美國率先提出，其目的是把最新的信息化、通訊、計算機控制技術和原有的輸、配電基礎設施高度結合，形成一個新型電網，實現電力系統的智能化，從而提高能源效率、減少對環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少輸電網的電能損耗。智能電網的建設是為了適用分布式能源發(fā)展，在用戶側興起的電網建設與運營模式，也被視為“第三次工業(yè)革命”的題中議。
目前，美國這一“智能電網”的提法逐漸得到了各國的共識，我國也不例外。但值得注意的是，美國電力市場至少擁有3000家以上的電力公司共存，與我國電網“大一統”的模式存在本質上的差別。為區(qū)別于美國提出的“智能電網”，國家電網在其堅持發(fā)展“全國上下一張網、堅決發(fā)展特高壓”的背景下，提出了“堅強智能電網”概念——即建設從上到下的堅強的智能電網，同時將智能微網視為“大一統”電網中的一個可控單元。
但從全世界的智能微電網發(fā)展方向來看，我國提出的智能微電網的概念與世界通行的“智能電網”概念更為接近，因此可以看出，國網提出的“堅強智能電網”與國際上通行的“智能電網”在概念上存在著明顯區(qū)別。
通常情況下，可以將智能微電網看成是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既能與大電網并網運行，也可以孤立運行。目前，從類型上分，智能微網分為聯網型微網和獨立型微網。其中，聯網型微網又分并網和獨立兩種工作運行模式。在并網工作模式下，智能微網與大電網中、低壓配電網并網運行，互為支撐，實現能量的雙向交換。在外部電網故障情況下，可實現無縫切換到獨立運行模式，滿足自身系統的用電需求。另一種獨立型微網則更加適合在海島、邊遠地區(qū)等地為用戶供電，不用考慮和常規(guī)電網連接，僅利用自身的分布式電源與儲能設備滿足微網內負荷的需求。
新能源發(fā)展造就巨大市場
新能源應用大規(guī)模應用市場的啟動在即，各省對智能微網嘗試性建設的熱情高漲。盡管國內市場目前仍面臨電力體制改革進展緩慢的問題，但地方政府試水智能微網建設的熱情依舊不退。也正是通過政府、行業(yè)、企業(yè)多方努力，目前，國內智能微電網建設已經取得了里程碑式的進展。
以剛剛建成、年底準備投產運營的新疆吐魯番新能源城市微電網示范項目為例，這一項目在獲得國家發(fā)改委、國家能源局和國家電監(jiān)會三部委的聯合批復下得以順利開展，不僅是我國首個大型微電網示范工程，也是目前國內規(guī)模最大、涉及用戶范圍最廣、技術整合最全面的微電網項目。目前，該項目裝機容量13.4兆瓦，可以為吐魯番新區(qū)7千余戶家庭、2萬多居民提供優(yōu)質電能，同時實現利用鋪設在建筑屋頂的光伏組件發(fā)電并直接供給用戶、汽車充電站，富余電量上地區(qū)電網；在光伏發(fā)電電量不足時，由地區(qū)電網向微電網用戶供電。該項目對我國啟動智能微網建設具有重大意義，在結合光伏、儲能、用戶和高級控制理念和建設運營方式的基礎上，為社會經濟的可持續(xù)發(fā)展、能源的可持續(xù)利用提供借鑒。
另一個具有代表性的智能微網項目落戶中新天津生態(tài)城。生態(tài)城的智能微網系統以30千瓦光伏發(fā)電和6千瓦風力發(fā)電作為分布式電源，采用15千瓦×4小時的鋰離子電池作為儲能設施，以照明和電動汽車充電樁等15千瓦負荷作為微網負荷，配以監(jiān)控設備也構成了低壓交流智能微網。根據中新天津生態(tài)城總體規(guī)劃要求，該項目區(qū)域內可再生能源利用比例將不低于20%，該項目的風力發(fā)電、太陽能發(fā)電及生物質能發(fā)電三種可再生能源總裝機容量將達到175兆瓦，建成后，預計年發(fā)電量為3.9億千瓦時左右，可以滿足約13萬戶普通家庭的用電需求。
對此，許洪華說：“當前我國面臨著供電緊張與節(jié)能減排巨大壓力，這為智能微網建設創(chuàng)造了發(fā)展機遇，同時光伏、風電技術進步和成本下降，也為智能微網建設提供了前提條件；隨著智能電網及未來電力市場的演進以及可再生能源發(fā)電激勵政策的實施與完善，不僅為智能微網建設打開了市場空間，也為其提供了政策準備。目前，從實際效果來看，新能源微網示范工程對提高供電質量起到很大作用，降低電網損耗的同時也可實現多能互補、梯級利用，未來市場前景將非常廣闊。”
政策瓶頸阻礙現代電力市場建設
毋庸置疑，智能微網是世界各國未來電力市場一個重要的發(fā)展方向，但我國行業(yè)內對智能微網在國內的推廣進程深懷憂慮。
“智能微電網在西方可以蓬勃發(fā)展，但是在中國絕非易事。”這一觀點成為當前行業(yè)內普遍共識。
這一憂慮主要因為國內現行的《電力法》難以獲得實質改變。“推動國內智能微網發(fā)展，政策扶持至關重要，但在現行的《電力法》環(huán)境下，智能微網建設面臨難以獲得獨立電力生產商身份的尷尬，也要面臨當地配電公共事業(yè)公司或運營商是否允許并網的問題。另外，當前智能電網系統建設成本還高于傳統能源系統，當主網缺電時，智能微網減少負荷向主網售電的情況下，政策是否給予智能微網售電以分時定價、凈計量、調整上網電價等方面的激勵措施，也是智能微網能否得以大發(fā)展的關鍵因素。”業(yè)內專家在接受本報記者采訪時表示，“近幾年，西方國家在智能電網、分布式電源方面發(fā)展迅速，與其成熟的現代電力市場條件不無關系。與西方相比，國內在現代電力市場步伐稍顯遲緩，也沒有大力建設發(fā)展新能源的環(huán)境，卻將與發(fā)達國家同時進行第三次工業(yè)革命，智能微網的推廣難度是可想而知的。”
本報記者發(fā)現，在國內推動智能微網建設的過程中，矛盾的焦點再次聚焦在《電力法》上，盡管國家電網公司在支持新能源發(fā)展的態(tài)度上發(fā)生重大轉變，但《電力法》規(guī)定的“一個供電營業(yè)區(qū)內,只設立一個供電營業(yè)機構”的相關規(guī)定與智能微網要求建設多個獨立電力運營商出現不可調和的矛盾。
業(yè)內專家對本報記者表示：“國家電網對發(fā)展智能微網的態(tài)度是積極的，并不排斥在國內推廣智能微電網，但卻希望智能微網由國家電網公司來發(fā)展，依然要將發(fā)輸配售權力掌握在自己手里，以保證電網企業(yè)的收益?，F階段，讓電網放手智能微網的建設還很困難，國內要想建成真正的智能微網市場依然舉步維艱。”
上述業(yè)內也人士表示：“真正的改革阻力并不在壟斷企業(yè)，而在政府。如果政府將電網企業(yè)的性質定位準確，將其僅定位為一個提供公共服務的平臺，改變對其考核方式，我國建設現代電力市場的進程會順暢些。”
有分析人士指出，無論是美國提出的綠色經濟，還是我國提出的低碳經濟，都足以明確新能源是未來能源發(fā)展的最重要的方向，但我國新能源的發(fā)展過程也是一個社會利益再分配的過程，依然面臨著多方協調與多方博弈的不確定因素。
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我國智能微電網項目一覽
浙江舟山東福山島
由浙江省電力試驗研究院設計的浙江東福山島風光柴海水淡化綜合系統，安裝7臺單機容量30千瓦的風力發(fā)電機組、100千瓦的光伏發(fā)電系統及一套50噸/天海水淡化系統，總裝機容量300千瓦，并裝設有蓄電池組進行調節(jié)，是目前國內最大的離網型綜合微網系統。
工程提出了交直流混合微網，綜合考慮最大化利用可再生能源減少柴油發(fā)電，同時兼顧蓄電池使用特性最大化延長使用壽命的運行策略。
浙江溫州南麂島
由浙江省電力公司電力試驗研究院與平陽電力有限責任公司合作，將在溫州市平陽縣南麂島內建設風能、太陽能、海洋能、柴油發(fā)電和蓄電池儲能相結合的風光柴儲“分布式發(fā)電”綜合系統，既解決電力供應不足問題，又保護生態(tài)環(huán)境。
2012年5月，該項目動工，項目總投資1.5億元，由10臺100千瓦風力發(fā)電機組、545千瓦光伏發(fā)電系統、30千瓦波浪能發(fā)電系統、300千瓦蓄電池及1600千瓦備用柴油發(fā)電機組成。該工程還要引入電動汽車儲能系統，將島上現有的燃油汽車全部換成電動汽車。其儲能電池可以利用儲能的電能向電網供電，減少柴油發(fā)電運行時間，也可以作為電動汽車的動力電池，使多余可再生能源得以充分利用。
南京供電公司
由浙江省電力試驗研究院設計，位于南京供電公司科技綜合樓的微網控制風光儲系統，包含50千瓦光伏發(fā)電、2×5千瓦屋頂風電、50千瓦1小時的鉛酸蓄電池儲能。
中新天津生態(tài)城
2011年9月5日，中新天津生態(tài)城智能電網綜合示范工程微網系統完成全部調試。
中新生態(tài)城微網系統是由智能營業(yè)廳屋頂30千瓦光伏發(fā)電、6千瓦風機發(fā)電、儲能裝置、能量轉換裝置、營業(yè)廳10千瓦照明及5千瓦充電樁負荷、監(jiān)控和保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。
河南財專
河南財專分布式光伏發(fā)電及微網控制工程是國家電網公司智能電網微電網領域2010年唯一的試點工程，包括350千瓦光伏系統、200千伏安/200千瓦時儲能系統和微網控制管理系統，于2010年12月31日聯調成功。其中的光伏發(fā)電系統就是設置在7棟宿舍樓樓頂上的光伏發(fā)電板，每月可有3.6萬-4.5萬千瓦時的發(fā)電量，基本可以滿足學校7棟宿舍樓和學生食堂的日常用電。
廣東珠海
2010年12月，珠海建成國內海島智能微電網。東澳島智能微電網項目根據海島獨特的自然條件，整合了太陽能、風能和柴油新舊能源發(fā)電單元，建設成包括1000千瓦的光伏發(fā)電、50千瓦的風力發(fā)電和蓄電池儲能系統在內的分布式供電系統，使全島可再生能源發(fā)電比例達到 70%，海島旅游淡季更無需柴油發(fā)電。
河北承德
2011年7月9日，河北承德分布式發(fā)電/儲能及微電網接入控制試點建設工程進入實施階段。項目實施后，風力發(fā)電規(guī)模60千瓦、光伏發(fā)電50千瓦、儲能80千瓦/128千瓦時，將為該地區(qū)廣大農戶提供堅強電源保障，實現雙電源供電，提高客戶電壓質量。
吐魯番新能源示范區(qū)
國家能源局會同國家發(fā)改委、國家電監(jiān)會共同推動的全國首個商業(yè)化運行的微電網示范項目。自2010年建設至今，一期工程已基本完成，建設面積達到85萬平方米，已成為目前國內規(guī)模最大、技術應用最全面的太陽能利用與建筑一體化項目。
這是龍源電力建設的首個微電網項目、全國首個微電網示范工程項目，也是目前國內裝機容量最大、涉及用戶范圍最廣的微電網項目，該項目屋頂光伏電站裝機容量13.4兆瓦，為近6萬名維吾爾族人民的保障性住房提供優(yōu)質電能。
海南三沙
2012年8月28日，海南電網公司三沙供電局在西沙永興島正式揭牌成立。三沙市下轄西沙、中沙、南沙諸群島及海域，由260多個島、礁、沙、灘組成。永興島是南海諸島中面積最大的島嶼，目前，三沙市的用電負荷主要集中在西沙永興島，預計“十二五”最大用電負荷年均增長率56.9%，用電量年均增長率180%。
南方電網將以建設“智能、高效、可靠、綠色”的島嶼型多能互補微型電網為目標，高起點規(guī)劃永興島智能微網。針對三沙氣候具有“三強”（日照強、臺風強、降雨強）、“三高”（高溫、高濕、高鹽）的特點，電力設施將按高標準進行設計建設，永興島將建成以配電站和環(huán)網柜為網絡樞紐點的10千伏單環(huán)網主干輸電網絡，同時充分利用太陽能等新能源，綜合利用柴油或LNG的發(fā)電余熱實現冷、熱聯供，實現微網供電與供能的可持續(xù)發(fā)展，最大限度地促進能源資源綜合利用，保障三沙用電。
