分布式電源是推動能源供給革命、推動非化石能源跨越式發(fā)展的一種重要能源利用方式?！笆濉逼陂g，我國分布式能源發(fā)展快速，各類試點層出不窮。新能源與統(tǒng)計研究所長期深耕分布式電源、微電網和綜合能源系統(tǒng)的政策管理、規(guī)劃運營和技術經濟等方面研究。本專欄將圍繞分布式發(fā)展?jié)摿Ψ治?、分布式能源資源綜合利用、綜合能源系統(tǒng)、微電網調峰輔助服務等，結合相關研究成果和思考與讀者共赴一場思想盛宴。
文章導讀：微電網內部含有多種分布式電源、儲能、負荷等元件，通過對可控電源的出力調節(jié)、柔性負荷功率調節(jié)等措施，可以為電網提供調峰服務。調峰潛力分析是開展微電網調峰輔助服務相關工作的基礎，本文建立了以調峰潛力最大為優(yōu)化目標、基于供需兩側柔性互動的微電網調峰潛力評估模型，并針對典型微電網案例開展了分析驗證。
微電網參與調峰輔助服務潛力分析
執(zhí)筆人：馮凱輝
國網能源院
新能源與統(tǒng)計研究所
微電網是指由分布式電源、用電負荷、配電設施、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)，是一個能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的獨立自治系統(tǒng)。現(xiàn)有研究表明，將分布式發(fā)電系統(tǒng)以微電網的形式接入電網，是發(fā)揮分布式發(fā)電系統(tǒng)效能的有效方式。微電網按照運行方式可以分為并網模式和獨立模式，并網模式下，通過對微電網內部分布式能源的合理調度，協(xié)調微電網和外網之間的關系，達到合理化利用微電網內部的資源設備，同時滿足上層電網對微電網的某些輔助服務的需求目的。
1、微電網參與調峰輔助服務的意義
2017年7月，國家發(fā)改委和國家能源局印發(fā)《推進并網型微電網建設試行辦法》的通知，明確了微電網的概念、特征、規(guī)范了微電網保障機制、創(chuàng)新了微電網市場機制、肯定了微電網輔助服務市場的主體身份。微電網作為分布式電源的主要利用形式之一，其內部含有多種分布式電源、儲能、負荷，通過對可控電源的出力調節(jié)、負荷中斷、調節(jié)和時移等措施，可以為電網提供調峰服務。目前我國尚未建立微電網提供調峰輔助服務的相關實施細則，為了促進微電網快速有序發(fā)展，提高微電網對系統(tǒng)的有效支撐，亟待針對微電網參與電網調峰輔助服務進行研究，其中微電網參與調峰輔助服務潛力分析是開展相關工作的基礎。
2、微電網調峰輔助服務潛力分析方法
面向電改新形勢，為充分挖掘微電網調峰潛力，最大限度地參與調峰輔助服務，建立了以調峰潛力最大為優(yōu)化目標、基于供需兩側柔性互動的微電網調峰潛力評估模型。針對典型微電網結構，首先分析其內部分布式電源、儲能等單元的調節(jié)特性，包括各單元的功率可調節(jié)量、響應速度等，從可中斷、可調節(jié)量、可時移性等方面分析微電網內部柔性負荷的調節(jié)能力，然后綜合考慮分布式電源調節(jié)能力、負荷調節(jié)能力，并結合微電網運行技術條件，對微電網參與調峰輔助服務的潛力進行量化評估。
3、典型案例分析
選取一種以風電機組、熱電聯(lián)產機組以及柔性負荷的熱泵聯(lián)合出力的微電網場景進行了調峰潛力評估。該微電網主要設備參數(shù)如下表所示。
表 主要設備參數(shù)表
在大電網負荷高峰期，微電網在保證系統(tǒng)電熱供給的同時向大電網輸送電力，參與調峰；在大電網負荷低谷期，微電網在保證風電消納的同時盡可能減少熱電聯(lián)產機組發(fā)電量，系統(tǒng)缺失熱供給由熱泵承擔，缺失的電力供給以從大電網購電的方式獲得。計算結果表明，在大電網負荷高峰期，微電網最大調峰出力為系統(tǒng)總裝機容量的68%，平均調峰出力為系統(tǒng)總裝機容量的55.1%；在大電網負荷低谷期，微電網最大調峰出力為系統(tǒng)總裝機容量的16.2%，平均調峰出力為系統(tǒng)總裝機容量的12.5%。
專家介紹
馮凱輝，國網能源院新能源與統(tǒng)計研究所研究員，高級工程師，長期從事分布式電源、農村能源和儲能的規(guī)劃運營、政策管理等領域研究。近年來負責和參與國家863課題《大型光伏電站并網關鍵技術研究》《高密度多接入點建筑光伏系統(tǒng)并網與配電網協(xié)調關鍵技術研究及應用》，國家發(fā)改委委托課題《實施鄉(xiāng)村能源革命行動研究》《分布式能源發(fā)展和利用研究》，以及多項國家電網公司科技項目。參與多項光伏發(fā)電、分布式電源、微電網相關的國家、行業(yè)、企業(yè)標準制修訂工作。多次獲得國家電網公司科技進步獎、北京市科技進步獎等獎項。
團隊簡介：國網能源院新能源與統(tǒng)計研究所專注新能源、分布式電源、儲能和農村能源的政策管理、規(guī)劃運營和市場機制研究，以及國際能源電力信息統(tǒng)計分析，撰寫材料經國家電網有限公司上報多次獲得中央領導重要批示，長期支撐國家政府部門和國家電網有限公司決策，多次獲得國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)來的感謝信。
新能源所高質量完成了國家發(fā)改委委托的《清潔能源多發(fā)滿發(fā)研究》《分布式能源發(fā)展和利用研究》《電網側儲能關鍵技術及應用研究》等近百項重大課題研究任務，配合制定了《關于改善電力運行調節(jié)促進清潔能源多發(fā)滿發(fā)的指導意見》《關于建立健全可再生能源電力消納保障機制的通知》等多份政策文件，出版《中國新能源發(fā)電分析報告》《中國分布式電源和微電網發(fā)展前景及實現(xiàn)路徑》《重塑電力市場-低碳電力系統(tǒng)轉型過程中的市場設計與監(jiān)管》《世界能源與電力發(fā)展狀況分析》等著作二十余部。
新能源所三十余次獲得北京市科學技術獎、國家能源局軟科學研究優(yōu)秀成果獎、中國管理科學學會管理科學獎、中國能源研究會學術創(chuàng)新獎等省部級獎項。多次獲評國家電網有限公司先進班組、營銷工作先進集體等集體榮譽，多人次獲評國家電網有限公司發(fā)展工作先進個人等稱號。
