未来微电网和多能互补项目中的核心组成与技

　　很久以来，微电更多地强调分布式的特点，不管是否和大电相连，自我管理和自我控制都是其典型的特点。无论定义如何，微电仍然离不开其电的属性，也必须要遵照电设计中的一些金科玉律。这其中，安全性和稳定性无疑是最重要的标准。为了在接入高比例的分布式可再生能源的同时还能保证安全性，最关键的在于系统的灵活性。

　　在灵活性的大框架下，各国对微电的定义和发展趋势也略有不同，我国在7月份发布了《推动并型微电建设试行办法》，其中对微电给出了官方的定义。交能曾总结了微电的定义、技术路径、发展机遇，希望了解国内微电发展现状的读者可以点击深度|站在风口浪尖的“微电”究竟是何方神圣？查看。

　　而今天我们介绍的是美国在微建设中的一系列发展趋势，其中最核心的是热电联产设备体系，热电在消费端的耦合和生产端的解耦将轻松地解决微电中一系列的灵活性问题。

　　在美国的众多微电建设实践中，总结出了以下几个未来微电建设的趋势和标准：

　　1.能效为先，拒绝浪费

　　最便宜和最清洁的电力是什么？很多人会说是可再生能源电力。但是其实在能源的生产、运输和消费进程中被浪费掉的电力才是我们最应该关注的部分。近期ACEEE组织的一份报告中指出，通过节能措施和能效设备产生1千瓦时的电力的平均本钱在2.8美分左右，折合人民币17分。相比于我国 5分左右的煤电发电成本，能源提升带来的电力十分有竞争力。

　　因此在未来的微电设计中，首先应当斟酌的是原有能源系统中有多少能效提升的可能，在规划新的电源和系统的时候也必须优先考虑能效提升后的转机需求，尽量地降低系统的能源供应本钱。

　　2.热电联产，多能互补

　　热电联产顾名思义是同时生产热能和电力的能源生产方式。将发电进程中的废热再利用与供暖、生活热水、工业用暖乃至通过吸收式制冷装备转化为冷量。这类耦合的能源生产方式能够将能效利用率提升到80%，一样的燃料分别用于生产电力和热能的效力则最高不超过45%。目前随着燃机的小型化技术日渐成熟，高效的热电联产设备也能够成为分布式能源供应的核心元件。

　　还有几个重要的缘由，让热电联产装备逐渐成为微电设计中不可或缺的元件之一：

　　如果不考虑同时生产热能，小型燃机的发电本钱通常比从电中购电的本钱要高。只有耦合了热能后的综合能源成本才比较有竞争力；

　　热电联产设备的可靠性比可再生能源高，且具备很高的灵活性；

　　热电联产设备还能够作为许多电梯和水泵的应急电源，这类电源如果只通过电池来提供无法保证足够的安全性。

　　另一个重要的缘由是热能的储存比电能的贮存要容易很多，而热负荷的波动性比电负荷要小，在热电联产设备中额外安装储热设备后能够实现热电生产的解耦，提供更多的灵活性。热本身的储存能力也为系统提供了一定的韧性。在目前各类微电设计模型中，热电气多能互补模式是性价比最高的，没有之一。

　　.风光互补，清洁电力

　　在当前的技术水平下，热电联产设备将成为微系统的核心，同时在条件允许的地区，风电和光伏也将成为微发电的重要组成部分。在美国的众多微电项目实践中，热电联产通常占据80%的发电容量，风电和光伏承担剩下的20%。在未来，随着可再生能源发电本钱的继续下降和新技术的发展，可再生能源的发电占比还会继续提升。

　　可再生能源电力的优势自然是0排放的清洁电力，而且不需要额外构建燃料的运输渠道，缺点也十分明显，在缺少足够的储能设备的情况下，能源供应的稳定性遭到了很大的挑战。

　　4.必备储能，保障安全

　　为了缓解微电系统中由于风电和光伏的间歇性发电和负荷侧的波动，储能设备成为大多数微电的标配。此处的储能设备不单单指代电池，还包括储热和储气等不同种类能源介质的贮存。在电池作为大规模储能设备本钱依然较高的情况下，其他类型的储能设备反而能够在多能互补的微电项目中得到更多的运用。

　　目前，大多数微项目的储能设备还是用于平滑用户负荷曲线、弥补日内和周内的发用电缺口。长时间的季节性储能装备暂未有较好的整合方案。

　　总体来看，微电设计和规划必须全盘考虑当地的资源禀赋和用户的需求，以系统能源供应的安全性和可靠性为第一标准，在此基础上再斟酌经济性和环境友好性。设计中不但要斟酌能源供需的平衡，还要斟酌能够提供灵活性的装备与消耗灵活性的装备之间的平衡。