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施耐德電氣：建好微電網，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”，即推動重大風險防范化解取得明顯進展，加大精準脫貧力度，推進污染防治取得更大成效。其中，由于對能源結構進行調整是推進“污染防治”的重要實施途徑，加快落實中國能源轉型之路的步伐已經是箭在弦上。

微電網撬動能源轉型

3月20日，兩會剛剛落下帷幕，國家能源局就發布了《分布式發電管理辦法（征求意見稿）》，要求創新分布式發電市場機制和商業模式，加快可再生能源的開發利用，提高能源效率。分布式發電成為電力體制改革的重要抓手。一時間，能源圈里叫好聲一片。

毫無疑問，作為分布式發電與配電網連接的橋梁，以及對主電網的有力補充，微電網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，國家能源局就發布了《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》，意味著新能源微電網上升至國家戰略層面。

微電網的部署強調新技術的應用，使分布式能源圍繞共同目標進行協作，并幫助運營方制定可優化互聯系統的運營和管理的分析戰略，以及緩解雙向電力系統的設計局限。微電網通過對安全和可靠的運營、分布式能源控制以及優化能源控制等方面的技術完善，從而達到通過高效分布式能源集成以及靈活的控制，以符合經濟、低碳、安全等全球能源轉型的期望。

可以說，微電網在能源轉型過程中體現了巨大價值，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性，最大限度進行本地能源的自產自銷，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。

尋求高效的實施路徑

作為全球能效管理與自動化領域數字化轉型的領導者，施耐德電氣認為，正所謂“工欲善其事，必先利其器”。微電網從來都不是以一個單一的狀態存在的。根據與主電網的連接關系，微電網有并網和離網之分，根據所有權類型，又有公共和社區之分。相應地，相關的技術特性和組件可能會有所不同。在實際應用中，微電網帶來的機遇和項目在商業模式和商業環境、實際環境以及技術內容和工作范圍上，也會有所不同。因此，成功的微電網項目需要以具體情況而實施。在面對實施過程中的挑戰時，需要找到準確的工具與技術，以達到事半功倍的效果。

微電網類型

施耐德電氣在研究中指出，雖然目前微電網已有許多成功實施的實例，但是想要推動微電網的快速大規模的實現，還需要使用新的工具和精確的方法來確定微電網的參數，進行具體設計計算，并針對高效實施展開研究。

（一）主要參數設定

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

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

然而，這些工具因不允許用戶定義全局控制策略，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發了專用工具，例如由Geli開發的ESyst軟件。此外，一些學術和工業的研究中心和初創企業，正在研究更多的開放性方法。

（二）設計工程

在主要參數設定階段確定一個或幾個經濟上可行的方案后，就需要進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，還可以保證微電網在運行過程能夠準確工作。這個階段要執行的主要計算和研究包括：確定微電網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、保護原理與協調研究、中性接地系統管理、動態穩定性研究、電氣設備規格和單線圖（SLD）、微電網控制系統——功能分析和設計、能源管理優化設置和穩健性分析、微電網測試和試運行等。

大部分電力系統工程研究可以使用市場上現有的計算機模擬工具進行。對于穩定性研究來說，主要挑戰是這些軟件工具會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新的控制策略，然后才能在工具的環境和語言中對其進行測試。

（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，可在運行過程中重復使用，尤其是對于可以提供額外服務機會的微電網模擬仿真模型來說，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了解微電網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化決策之前運行測試情景，以及預測特定事件發生后的任何后果。這不僅包括日常控制配置的變化，還包括對微電網基礎設施所有升級或擴展的影響的評估。通過使用模擬仿真工具產生預期信號，然后將這些信號與真實信號進行比較，就可以檢測出計算機模型和實際情況之間的差距，從而達到性能跟蹤和故障檢測目標。

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

關于施耐德電氣

施耐德電氣正在引領住宅、樓宇、數據中心、基礎設施及工業領域的能效管理與自動化的數字化轉型。

施耐德電氣業務遍及全球100多個國家，是能源管理（包括中壓、低壓和關鍵電源）以及自動化系統領域無可爭議的領先企業。我們能夠為用戶提供融合能源、自動化以及軟件的整體能效解決方案。

在我們的全球生態系統中，施耐德電氣正在自己的開放平臺上與眾多優秀的合作伙伴、集成商和開發者社區展開協作，共同為用戶提供實時控制，提升運營效率。

我們相信，優秀的人才與合作伙伴使施耐德電氣成為偉大的企業。與此同時，施耐德電氣對創新、多元化與可持續發展的承諾，也將確保每一個人，在任何時間，在任何地方都能盡享Life Is On 。