2025年智能微电网发展关键问题研究报告-

01智能微电网基本情况02智能微电网发展思考03智能微电网实践探索04有关建议01智能微电网基本情况微电网是新型电力系统的重要组成部分。近年来，围绕“双碳”目标下能源电力绿色转型发展，国家在相关政策文件中先后提出“新能源微电网”“绿色微电网”“可再生能源微电网”“智能微电网”等概念，聚焦新能源为主供电源，依托数字化智能化手段，加快推动微电网建设。微电网(microgrid)的概念最早由美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)于2002年提出。根据其定义，微电网作为一个可控实体与配电网相连，并网运行时可充分发挥自主可控性能，通过各种电力电子转换装置实现微电网与配电网的协调运行；独立运行时，微电网应能够满足本地用户对电能质量的要求，确保重要负荷可靠运行。世界各国发展微电美国欧盟更多考虑微电网在提升清洁能源发电渗透率、满足用户对多样化能源和电能质量日本对微电网的需求集中在解决海岛供电和提升供电可靠性，其关于微电网的定义更现行国家标准提出了我国微电网的定义如下：微电网是由分布式发电、用电负荷、监控、保护和自动化装置等组成(必要时含储能装置),是一个能够实现内部电力电量基本平衡的小型供用电系统。根据国家发展改革委对“十四五”规划《纲要》名词解释，智能微电网是规模较小的分散的独立系统，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤岛运行。66美国国家能源部日本新能源产业技术综合开发机构51341-2018等)动实施方案(2024—2027年)2015.72021.92022.12024.32017.52021.122022.5见口《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》(国能新能〔2015〕265号)印发机关及时间：国家能源局，2015.07联网型新能源微电网示范项目技术要求：1、与公共电网友好互动，有利于削减电网峰谷差，减轻电网调峰负担；2、并网点的交换功率和时段要具备可控性，微电网内的供电可靠性和电能质量要能满足用户需求。微电网内可再生能源装机功率与峰值负荷功率的比值原则上要达到50%以上，按照需要配置一定容量的储能装置；在具备天然气资源的条件下，可应用天然气分布式能源系统作为微电网快速调节电源。3、具备孤岛运行能力，保障本地全部负荷或重要负荷在一段时间内连续供电，并在电网故障时作为应急电源使用。独立型新能源微电网示范项目技术要求：1、通过交流总线供电，适合多种可再生能源发电系统的与峰值负荷功率的比值原则上要达到50%以上，柴油机应作为冷备用，其发电量占总电量需求的20%以下(对于冬夏季负荷差异大的海岛，该指标可以放宽到40%);在有条件并技术经济合理的情况下，可采用(LNG或CNG为燃料的)天然气分布式能源。3、供电可靠性要不低于同类地口《推进并网型微电网建设试行办法》(发改能源〔2017〕1339号)印发机关及时间：国家发改委、国家能源局，2017.05微电网须具备以下基本特征：1、微型。主要体现在电压等级低，一般在35千伏及以下；系统规模小，系统容量(最大用电负荷)原则上不大于20兆瓦。2、清洁。电源以当地可再生能源发电为主，或以天然气多联供等能源综合利用为目标的发电型式，鼓励采用燃料电池等新型清洁技术。其中，可再生能源装机容量占比在50%以上，或天然气多联供系统综合能源利用效率在70%以上。3、自治。微电网内部具有保障负荷用电与电气设备独立运行的控制系统，具备电力供需自我平衡运行和黑启动能力，独立运行时能保障重要负荷连续供电(不低于2小时)。微电网与外部电网的年交换电量一般不超过年用电量的50%。4、友好。微电网与外部电网的交换功率和交换时段具有可控性，可与并入电网实现备用、调峰、需求侧响应等双向服务，满足用户用电质量要求，实现与并入电网的友好互动。从规划建设、并网管理、运行维护、市场交易、口《关于新能源微电网示范项目名单的通知》(发改能源〔2017〕870号)印发机关及时间：国家发改委、国家能源局，2017.05新能源微电网示范项目由单一的投资经营主体负责投资、建设和运营管理，根据项目的实际情况与区域特性在其服务范内用能价格由买卖双方协商确定。新能源微电网和公用主电网要有明确的分界点，原则上分界点是微电网内最高电压等级变电站的新能源微电网可以作为独立的购售电主体，与配电网内部的电力用户或微电网外新能源发电项目直接进行电力交易。由微电网投资经营主体向电网企业缴纳过网费，费率为微电网接入主电网电压等级对应的输配电价。微电网交易电量都要公平承担社会责任，按政府规定标准缴纳政府性基国家能源局派出能源监管机构依申请按规定向项目投资经营主体颁发电力业务许可证(供电类)或赋予相应业务资质。如满足第二类售电公司的准入条件，履行准入程序后拥有配电网运营权。新能源微电网投资运管主体承担微电网内部用户的保底供电服务责任和安全主体责任。同时，新能源微电网作为公共主电网的用户，由当地电网企业承担保底供电服务的责任。印发机关及时间：中共中央、国务院，2021.09口《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》(国办函〔2022〕39号)印发机关及时间：国务院办公厅、国家发改委、国家能源局，2022.05主要内容：支持工业绿色微电网和源网荷储一体化项微电网等综合能源项目，可作为整体统一办理核准(备案)手续。印发机关及时间：国家发改委、国家能源局，2021.12主要内容：积极发展配电网新形态。以用户为中心，大面积开展新能源微电网、增量配电网、主动配电网建没，优化配电网运行形态，健全规程规范，满足分布式电源、多能互补模块的广泛接入。口《“十四五”现代能源体系规划》(发改能源〔2022〕210号)印发机关及时间：国家发改委、国家能源局，2022.01主要内容：鼓励建设绿色用能产业园区和企业，发展工业绿色微电网；鼓励建设源网荷储一体化、多能互补的智慧能源系统和微电网；支持微电网等新兴市场主体独立参与电力交易。口《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》(发改能源〔2022〕206号)印发机关及时间：国家发改委、国家能源局，2022.01主要内容：提出能源电力系统模式由大基地大网络为主向与微电网并行转变；积极发展以消纳新能源i为主的智能微电网；在具备条件的农村地区、边远 注：首次在政策文件中出现“智能微电网”的概念12印发机关及时间：国家发改委、国家能源局，2023.12主要内容：推动分布式智能电网、智能微电网等配电网新形态发展，有效提升配电网承载力，促进分布式电源与配电网协调发展。口《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》(发改能源〔2024〕187号)印发机关及时间：国家发改委、国家能源局，2024.03主要内容：推动微电网建设，明确物理边界，合理配比源荷储容量，强化自主调峰、自我平衡能力。电网企业应公平无歧视提供电网互联服务。大电网要为分布式智能电网、微电网接入公共电网创造便利条件，简化接网程序，双方要明确资产、印发机关及时间：国家能源局，2024.11主要内容：智能微电网是以新能源为主要电源、具备一定智能调节和自平衡能力、可独立运行也可与大电网联网运行的小型发配用电系统。智能微电网是原有微电网概念的延续丰富，二者同样具有小微化、绿色化、自安全、自平衡、自调节特征，但智能微电网更加强调“分布式新能源为主体电源”。围绕智能微电网规划设计、设备及试验、调试验收、运行维护、调度控制等领域，制订并出台了国家、行业、团体等多项标准，有效支撑了智能微电网的规范可持续发展。国家标准行业和团体标准根据地理位置、资源禀赋和用能特性差异，智能微电网典型应用场景可分为居民户用、村镇社区、商企建筑、工业园区、偏远地区五种。根据调研结果，国家电网经营区各类场景智能微电网数量占比分别为2%、38%、16%、17%和27%。居民户用上海浦东户用直流微电网包括4千瓦光伏、20千瓦时储能电池、500瓦氢燃料电村镇社区河北平山营里微电网电压合格率提高到98.4%。商企建筑国网客服中心北方园区微电网包括823千瓦光伏、3800千瓦地源热泵、1400千瓦太阳能空调、100千瓦太阳能热水、8200千瓦蓄热式电锅炉和200千瓦时工业园区江苏常州溧阳创智园微电网包括4730千瓦光伏、3710千瓦时储能、250千瓦超级充达1280千瓦，每年可节约电费560余万偏远地区江苏连云港开山岛微电网包括50千瓦光伏、30千瓦风电、30千瓦柴油发电机、海岛累计提供超46万千瓦时清洁电力和500余吨淡水。应对我国能源需求压力、供给制约、低碳转型挑战，根本出路就是大力发展新能源。智能微电网是促进分布式新能源就近接入、就地消纳的重要方式。结合前期的研究，围绕智能微电网功能定位、概念内涵、存在问题等，谈一些认识和思考。作为在较小区域内实现源网荷储一体化的先进技术手段、电网形态和管理方式，智能微电网在新型电力系统中发挥重要作用。提升电力普遍服务水平·大电网故障时，微电网可切·延缓电网扩容、改造投资，适应新型电力系统的智能微电网内涵注：主要参考《推进并网型微电网建设试行办法》(发改能源〔2017〕1339号)、《微电网工程设计标准》一新源发电为主体，分布式新能源装机容量占最大用电负荷的比重应在50%以上。一新与国内以新能源为主体的微电网不同，国外规划、在建及投入运行的微电网大多以微小型燃机、小水电或冷、热、电三联供等为主体。适应新型电力系统的智能微电网内涵两微智能微电网供电服务范围相对有限，电压等级一般在35千伏及以下，系统规模(最大用电负荷)原则上不大于20兆瓦。两微从供电容量看，国外已开展的智能微电网工程平均装机容量约4.8兆瓦，国内智能微电网平均装机容量约5.4兆瓦；动态均街从供电范围看，综合考虑到“一新”约束，智能微电网的建设选取区域应同时考虑新能源装机规模和负荷水平。对于负荷密度较高的区域(≥6兆瓦/平方公里),新能源装机容量远小于用电负荷；对于负荷密度较低的区域，新能源装机容量一般高于用电负荷或与用电负荷水平相当，可以满足“一新”的约束，具备建设微电网的基本条件。动态均街适应新型电力系统的智能微电网内涵超过年用电量的50%,独立运行时能保障重要负荷连续供电(不低于2小时);微电网与配电网交互功率曲线微电网与配电网交互功率曲线11、规划建设缺乏标准依据，源荷储配置失调智能微电网自平衡能力、独立运行时长等规划建设目标此前尚无明确设置标准，差异化场景下建设应用智能微电网的边界条件尚不明晰，“要不要建”缺乏可量化的参考依据。智能微电网内部源网荷储要素受投资主体、场地条件、经费情况等因素影响，协调配置困难，“怎么建”缺乏相应标准规定，极易造成源荷供需失衡，系统负担加重。场景建模经济数据，气象数想，历史月用电量数想历史月测权型改进对抗生感围蜂高所湿合聚英槐未来月用电量数据典型场景农村微电网台区互联与储能规划建模22、运行管控能力有待提升，配微网协调控制难度大单通典单通典=33、市场和价格机制需健全，投资和备用成本难疏导高峰电价期间低谷电价期间储能充电4、认识尚未统一，项目管理尚不完善国家相关政策和技术标准对智能微电网的电压等级和系统容量进行了明确规定，但社会各界智能微电网具备生产和消费的双重属性，无法简单参照现行电源或负荷的管理办法进行管理,能否“管得住”已成为制约智能微电网发展的关键瓶颈。源网荷储一源网荷储一体化综合能源综合能源叫见进料证9.调回请画u。智能微电网与其他电网形态概念易混淆国家层面微电网相关管理办法现已失效26国家电网立足新型电力系统建设，围绕智能微电网规划设计、运行控制、运营交易等关键方面，开展了微电网发展关键问题专题研究，进行了“能源自治的微电网构建与运行关键技术”框架项目集中攻关，推动了新能源富集乡村、大电网末端、高比例新能源园区等典型场景下的一批项目末端保供型微电网是指大电网末端以可再生能源为主体、极端情况下保障电力供应的10-35千伏电压等级微电网，主要包括县域级微电网和乡镇级微电网。未与大电网连接的乡镇电网和超出微电网范围的局域网的规划设计可参考末端保供型微电网执行。建设地点单回县域级风电30MW,光伏80MWp,柴发7.2MW,储能25MW/25MWh,是440公里乡乡镇级光伏3MW,风电1.2MW,柴发600kW,储能6MW/12MWh,最大负荷2MW(远期)/离网型乡镇级风电6MW,光伏20.79kW,储能1MW/2MWh,最大负荷2.是40公里漳乡乡镇级水电2.83MW,光伏3.55MW,储能2MW/4MWh,最大负荷是54公里洋淀乡镇级光伏5.43MW,风电4kW,储能10.6MW/11.3MWh,最大负荷是8.44公里末端保供型微电网建设模式：末端保供型微电网应依托当地现有电源、电网，通过新增风、光等新能源以及储能设备，结合网架改造和增加能量管理系统的方式开展建设。县域级微电网主要适用于与大电网联系薄弱的县域，乡镇级微电网主要适用于供电薄弱且灾害易发多发的乡镇。口县域级微电网：大电网联系薄弱的县域，包括供电的县域、双(多)回路双(多)通道供电但联络线路全部经过灾害易发多发地区的县域，供电保障范围主要包括以县城为核心的现有电网即由10千伏或35千伏单回路长距离(与上级电源点的距离30~50公里以上)供电，线路穿越强风区、重冰区，且极端灾害情况下交通易受阻、抢修恢保障目标：在微电网失去全部对外联络线时，春秋非采暖季期间，应保障全量负荷供电;夏季和冬季高峰期间，应确保基本保障负荷供电，并尽力保障居民生活负荷供电。县域级微电网保障5-7天，乡镇级微电网保障2-3天，根据当地抢修条件及能力可适当调整。高低高低口为确保末端保供型微电网技术经济性，微电网范围内负荷应分级管理，按重要程度分为国防军事、指挥中心、医疗卫生，及供水、供暖、信息通讯、电力调度等公共事业单电源配置主力支撑电源选择：应优先选择稳定、具备调节能力的电源，对现状无稳定常规电源的微电网，选择构网型储能作为主力支撑电源。电源容量配置：县域级、乡镇级微电网应分别进行典型周、典型日逐时电力电量平衡分析,夏季高峰、冬季高峰应按照基础保障负荷叠加居民生活负荷测算电力电量缺口，春秋非采暖季应按照全量负荷测算电力电量缺口。按照上述情景中的电量缺额最大值的1.1-1.2倍配置电源。新增电源原则上采用风电和光伏，风光配比考虑互补性和经济性。负荷所占比例基础保障负荷、居民生活负荷典型出力正常出力基础保障负荷、居民生活负荷典型出力正常出力基础保障负荷、居民生活负荷典型出力小发极端场景(新能源小发)基础保障负荷无光、弱风小发储能配置储能功率配置：基于平衡和稳定约束，统筹考虑平抑口考虑稳定：应根据离网工况下的电压、频率、同步稳定及短路比计算结果，核算储能功率和构网能力；当作为离网运行黑启动电源时，需核储能容量配置：应大于情景1-3新增电源后电力电量平衡分析的典型周(日)最大累计缺口电量。储能作为离网运行主力电源时，储能总容量应同时确保新能源小发情况下基础保障负荷县域5-7天、乡镇2-3天连续供电。负荷分类负荷分类一般负荷发电资源电源特性主力支撑电源选择场景设置拟定/调整电源新增方案，满足水平年各场景电量缺口，风光配比尽量与负荷匹配。拟定储能配置方案，满足平抑源荷波动、重要用户兜底保障和黑启动需要。供需平衡校验对全量负荷开展夏季高峰、冬季高峰、春秋非采暖季生产运行模拟技术经济是否合理?是输出电源储能配置方案考虑电力需求和已建(含在建)电源开展微电网离网运行期间的电力电量平衡，明确水平年各场景下电力和电量缺口。负荷特性基础边界调研季典型周(典型日)负荷曲线。夏季高峰、冬季高峰按照基础保障负荷叠加居民生活负荷测算电力电量缺口，春秋非采暖季按照全量负荷测算电力电量缺口，极端场景下按照基础时阿(小时)典型案例(河北某乡镇)一配置方案开展不同风光储配比方案的生产运行模拟及经济性比较，选择整体成本效益最优方案。考虑水电丰/枯期的变化、风电盛风/枯风期和光伏出力的季节性变化，考虑负荷全年特性变化与储能的荷电状态和充放电倍率，计及经济性和可靠性指标，进行多要素容量配比。负荷与储能部分风电光伏负荷与储能部分风电光伏储能方方案经济性指标方案2:风电与光伏按方案2:风电与光伏按典型案例(河北某乡镇)一供需校验针对应急态离网运行情况进行生产运行模拟，春秋非采暖季可以保障全量负荷的供电，夏季高峰、冬季高峰可以有效保障基础保障负荷和居民负荷的供电，极端场景下可以有效保障基础保障负荷的供电。在各种典型场景中，方案2、3的容量配比可以满足不同情景下供需平衡校验不同类型负荷的供需平衡需求。供需平衡校验电源功率大于全量负荷电源功率小于全量负荷电源功率大于全量负荷电源功率大于基础保障负荷电源功率小于基础保障负荷典型案例(河北某乡镇)—经济性分析调研各设备建设成本、运营成本等，考虑售电收益、运维费用、资金的时间成本，分析建设成本、运营成本、运营收益、净现值和贴现投资回收期，可以看出方案2的经济性最佳方案262.71方案262.71方案1方案315.33风电建设成本(万元/MW)600光伏建设成本(万元/MW