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图1 微网示意图
Fig. 1 Schematic diagram of microgrid
3)自治。可控性是分布式能源(distributed energy resources,DER)和微网的本质区别。通过能源管理系统(energy management system,EMS)对微网内源、网、荷、储进行协调控制,微网具有能源供需自平衡和黑启动能力,可实现自治独立。
4)友好。微网和外部电网的能量交换在时空上呈现双向灵活可控特性。微网是外部电网的有效补充,提高外部电网的可靠性和弹性;外部电网为微网提供保底供电服务。两者形成网对网的相对独立关系,双向服务,相互支援支撑。
1.2 能源系统演化发展趋势和微网地位
1.2.1 能源系统演化发展趋势
随着我国能源革命推进,能源领域将发生“链式”变革,未来能源系统演化发展趋势将有以下 3方面特征[8 -9 ]:
1)横向多能互补,单一能源向综合能源转变。传统能源系统依据能源类型划分,供需各自平衡。通过源侧风光水火储多能互补系统和荷侧终端一体化供能系统,实现多能协同供应和梯级利用,打破各类能源“相对独立,各自为政”壁垒,形成能源集成耦合网络[10 ]。
2)纵向“源-网-荷-储”协调,形成多能“供-需-储”自平衡体。能源生产和消费界限不再清晰,功能角色间可相互替代兼容。能源主体在供需和价格引导下自主决策能源供应、消费和存储,实现多能“供-需-储”垂直一体化[11 ]。能源主体由单一能源的生产、传输、存储和消费者,向集多种能源生产、传输、存储和消费为一身的自平衡体转变。
3)集中与分布式相协调。传统能源系统和主体间是自上而下集中式决策的资源配置模式。自平衡体首先通过“能源就近利用”实现分散化自我平衡,然后通过“能源自远方来”实现不平衡能量交换。能源系统的结构将转变为大系统协调分解的集中与分布式相协调。
1.2.2 微网在能源系统演化发展中的地位
能源系统演化发展的基本单元是多能“供-需-储”自平衡体,对应园区微网[12 ],如图2所示。微网通过股权并购打破能源各自运营管控壁垒,利用互联网和信息技术拉近能源生产和消费距离,形成园区内多能“供-需-储”自平衡体。广域范围内自平衡体在信息和经济激励引导下,自主决策扩展,与其他能源主体或自平衡体实现物理网络互联,形成新互联网络、新自平衡体的过程,是能源系统演化发展的过程。能源系统演化发展是基于物理-信息-经济耦合的多个自平衡体交互,自适应分散决策的结果。单个自平衡体与整个能源系统是个体与环境的关系,个体适应环境也造就环境。园区微网是能源系统演化发展的起点和落脚点。
图2 微网在能源系统演化发展中的地位
Fig. 2 Location of microgrid in the evolution of energy system
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