微电网将向多电能形式发展
──访上海交通大学风电中心主任、电气工程系教授蔡旭
近年来，随着电网规模的不断扩大，大电网的弊端日益凸显。在可再生能源尤其是分布式能源蓬勃发展的背景下，微电网因为能够有效克服大电网的诸多缺陷，成为可再生能源储存与输配的理想选择。当前，微电网技术仍处于初步发展阶段，未来其技术发展趋向如何?实现其技术突破的关键是什么?在3月15日召开的2016国际电力电子创新论坛上，本报记者聆听了上海交通大学风电中心主任、电气工程系教授蔡旭的相关解答。
某媒体：微电网在可再生能源发展中的作用是什么?
蔡旭：当前，开发利用可再生能源是世界各国保障能源安全、加强环境保护的重要途径。建立以电为主、多能综合利用的能源体系，也成为我国能源供给的基本战略。
未来，可再生能源将会蓬勃发展。据中国风能协会发布的信息称，2015年，我国风电新增装机容量同比增长31.5%，累计装机容量突破145兆瓦，对应按年升幅26.6%。
同时，据中国电力企业联合会公布数据显示，“十二五”期间，我国太阳能发电装机容量年均增长177%。我国超过德国成为世界光伏第一大国。风力、太阳能发电已经成为我国实现能源战略目标的必然选择。
数量众多的分布式发电推动着以电 能为主的能源微电网快速发展。目前，风能、太阳能大规模集中开发的主要方式是建设大型风电场和太阳能电站。未来，分布式供能的主力是建筑光伏发电和光热利用，其有效补充则是小风电、生物质能发电、小水电等。而微电网正是将分布式电源及负荷与配电网实现有效连接的纽带。
某媒体：微电网的主要特性和发展方向是什么?
蔡旭：微电网内部电力电量能实现全部或部分自平衡。微电网通常配有储能装置，具有并网和孤网运行功能，可减少大规模分布式电源与电力负荷接入电网时，对电压造成的冲击。当容量在一千瓦到数兆瓦之间时，微电网通常接入中低压电网(35千伏以下)，联接终端用户，电能就能够就地利用。
微电网的电能形式多样化，但未来其将主要向交直流混合的多电能形式发展。
当前，微电网的主要结构包括交流微电网、直流微电网、交直流混合微电网。但随着新能源高比例接入，智能电网技术、柔性电力技术等的发展，微电网未来将需要具备满足多种能源综合利用需求的能力，以柴油发电机、微型燃气轮机、电池储能系统为主电源形式的，微源的电力变换，将向提高自主性的方向发展。
在有些业内专家看来，对大电网来说，微电网可视为大电网中的可控单元，对用户侧来说，微电网可满足用户侧特定需求。也有不少业内人士认为，微电网是能源互联网的实际构成单元，将随着能源互联网的发展步入快速发展期。
某媒体：微电网发展的关键性的技术是什么?
蔡旭：微电网需要接入大量种类不同、归属不同、分散接入的分布式电源，要实现其多电能、高自主性的功能，提升其控制技术尤其重要。微电网的控制技术主要包括微源的电力变换控制和微电网运行控制与能量管理，其中微源的虚拟同步发电机控制技术是当前业界和学界共同关注的焦点之一。
在传统的微电网系统中，常规并网的逆变器存在响应速度快、几乎没有转动惯量、难以参与电网调节等缺点，缺乏与配网及微网有效“同步”的机制，无法为含分布式电源的主动配电网提供必要的电压和频率支撑。为此，有学者提出了在并网逆变器的功率外环中引入类似于同步发电机的电压和频率调差特性。
虚拟同步技术无短时间过载能力，具有更好的频率稳定性能等。其中，电流控制型技术较适用于与大电网的并网运行，电压控制型技术更适用于弱电网和微网系统。虚拟同步发电机技术的发展与应用将成为改善基于新能源发电微网系统稳定性的关键。但这一技术仍存在许多有待深入研究的问题。
