國際電工委員會(IEC)在《2010—2030 應(yīng)對能源挑戰(zhàn)白皮書》中明確將微電網(wǎng)技術(shù)列為未來能源鏈的關(guān)鍵技術(shù)之一。各類試點(diǎn)示范工程是微電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)及研究成果的集中驗(yàn)證和展示，對微電網(wǎng)的研究和應(yīng)用均具有重要意義。目前全球規(guī)劃、在建及投入運(yùn)行的微電網(wǎng)示范工程超過400個，分布在北美、歐洲、東亞、拉美、非洲等地區(qū)。先介紹美國微電網(wǎng)的發(fā)展，肯定會有啟示。

美國微電網(wǎng)的發(fā)展歷程

美國是世界上開展微電網(wǎng)研究較早的國家之一。早在1999年，CERTS就首次對微電網(wǎng)在可靠性、經(jīng)濟(jì)性及其對環(huán)境的影響方面進(jìn)行了研究。2002年CERTS提出了較為完整的微電網(wǎng)概念，并在美國能源部的資助下進(jìn)行了為期4年的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的微電網(wǎng)測試。

2006年在美國能源部和加州能源委員會的資助下，CERTS和美國電力公司及其他幾家設(shè)備制造商合作，在AEP公司Dlan技術(shù)中心的Walnut變電站，建成了3臺60kv小型發(fā)動機(jī)組的微電網(wǎng)測試基地，對CERTS的微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了測試，取得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

隨著智能電網(wǎng)概念的興起，特別是美國2030可再生能源占全國能源消費(fèi)比例達(dá)到20%和建設(shè)21世紀(jì)電網(wǎng)目標(biāo)的提出，近年來美國對微電網(wǎng)研究加大了投入。

美國能源部在其2020微電網(wǎng)目標(biāo)中提出，開發(fā)出商業(yè)化模式（微電網(wǎng)裝機(jī)容量不超過10MW）的微電網(wǎng)系統(tǒng)成本，其成本與非集成方式（UPS電源加柴油發(fā)電機(jī)方式）相比，具有成本競爭力，并提出一下目標(biāo)：①減少負(fù)荷停電時間98%；②減少碳排放20%；③提高系統(tǒng)能效20%。

實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的舉措

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，能源部電力輸送與能源可靠性辦公室支持開展了一系列項(xiàng)目。

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可再生與分布式集成項(xiàng)目（RDSI）。該項(xiàng)目于2008年開始，為期5年，共有9個微電網(wǎng)示范工程，分布在8個州。能源部資助共5500萬美元，項(xiàng)目資產(chǎn)總值超過1億美元。

該項(xiàng)主要目的是通過對微電網(wǎng)內(nèi)部的分布式能源進(jìn)行集成管理，至少能夠降低 15% 的配電饋線或變電站峰值負(fù)荷，從而減少大約 25% 的配電設(shè)備容量和10% 的發(fā)電設(shè)備容量。并證明微電網(wǎng)可以在并網(wǎng)模式（2017年7月，國家發(fā)改委能源局下發(fā)《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》的通知）和孤網(wǎng)模式下運(yùn)行。

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能源部下屬的國家實(shí)驗(yàn)室（SNL）目前正從事微電網(wǎng)能源保證方案的研究。該研究通過對軍事基地獲得的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)規(guī)劃具有高供電可靠性的微電網(wǎng)方案，并對未來商業(yè)項(xiàng)目的潛在風(fēng)險進(jìn)行評估。

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美國的微電網(wǎng)示范工程還拓展到了軍用領(lǐng)域。美國國防部與能源部、國土安全部合作，從 2011 年開始，總計(jì)投入3850 萬美元開展“蜘蛛”示范工程—面向能源可靠性和安全性的智能電力基礎(chǔ)設(shè)施示范工程(SPIDERS)，在其3個基地 (珍珠港—西肯聯(lián)合基地、卡森堡基地和史密斯基地) 分別建設(shè)微電網(wǎng)示范工程，以支持基地的關(guān)鍵負(fù)荷。這 3 個基地微電網(wǎng)的規(guī)模和復(fù)雜程度遞增，目的是就微電網(wǎng)的設(shè)計(jì)、承包、安裝、安保和運(yùn)行等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化探索，為未來微電網(wǎng)推廣建立標(biāo)準(zhǔn)和模板。

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2010年的智能電網(wǎng)研究開發(fā)計(jì)劃中，對5個新能源微電網(wǎng)（2017年5月國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)《關(guān)于新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目名單的通知》，28個新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目獲批）相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行資助。該項(xiàng)目主要關(guān)注配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建模和分析工具，用于增強(qiáng)電網(wǎng)可靠性和可用性的高級測控技術(shù)，以及提高可再生能源穿透比例下電壓穩(wěn)定性等領(lǐng)域。值得一提的是，美國政府也尚未制定專門針對微電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)惠政策，而是通過可再生能源并網(wǎng)、需求側(cè)響應(yīng)、等效管理等以后激勵措施，為微電網(wǎng)工程實(shí)施提供政策支持。

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美國能源部與通用電氣共同投資約400萬美元，開發(fā)出一套微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（MEMS），為微電網(wǎng)中的器件提供統(tǒng)一的控制、保護(hù)和能源管理平臺，其設(shè)計(jì)旨在對微電網(wǎng)中互聯(lián)元件的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率最高和運(yùn)行成本最小化。

通過上述微電網(wǎng)示范工程，美國能源部得以初步測算了微電網(wǎng)的開發(fā)成本構(gòu)成。從現(xiàn)代化的角度看，提高重要負(fù)荷的供電可靠性、滿足用戶定制的多種電能質(zhì)量要求、降低成本、實(shí)現(xiàn)智能化，依然是美國微電網(wǎng)的發(fā)展重點(diǎn)。

可再生能源在能源構(gòu)成中不斷增長的比例，可再生能源整合使全球微電網(wǎng)的利用呈飛速發(fā)展勢頭。在相關(guān)政策的助推下，我國微電網(wǎng)已經(jīng)開始了萌芽，各地相繼出現(xiàn)了一些規(guī)模不等的示范項(xiàng)目。對于剛剛起步的微電網(wǎng)行業(yè)來說，首先一個關(guān)鍵障礙是缺乏可重復(fù)性；其次，大多數(shù)企業(yè)很難拿出前期資金來投資建設(shè)一個微電網(wǎng)，融資也可能會是一個比較復(fù)雜的問題。試探和摸索出更好的商業(yè)模式成為發(fā)展微電網(wǎng)的首要問題。