新能源微電網的起步
多能互補微網概念近幾年更加頻繁的出現(xiàn)在大眾視野中，在趙棟利看來，多能互補微網主要是將不同類型的分布式能源綜合在一個區(qū)域，為用戶提供冷、熱、電等多種能源的供應，強調的是多種能源互補應用、能源梯次和循環(huán)利用，提高能源利用效率。
多能互補微網并非分布式光伏、分布式風電及燃氣發(fā)電、儲能等幾種能源的簡單拼湊，如何進行合理的容量配置、如何進行智能控制都是需要進行計算、設計和產品配置的。例如，由分布式能源、儲能裝置、能量變換裝置和負載調配及監(jiān)控、保護裝置等構成的微電網系統(tǒng)，既可以與外部電網并行運行，也可以離網獨立運行，需要經過能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)功率平衡、運行優(yōu)化、故障檢測與自動保護、電能質量控制等功能。
科諾偉業(yè)
是國內最早涉足微電網技術的公司之一，先后建成了青海玉樹14MW水光互補微網電站、西藏光伏建筑一體化2MW微網系統(tǒng)、浙江2MW光伏/儲能系統(tǒng)等，營房車30千瓦微網系統(tǒng)等項目，還在武漢大學、北方工業(yè)大學等一些高校建設了示范微電網系統(tǒng)，有直流微網也有交流微網。為了更好的進行系統(tǒng)技術和設備研發(fā)，科諾偉業(yè)還在河北保定建設了微網實驗室。趙棟利團隊正在嘗試將可再生能源在微網體系內的滲透率和電量自給率提升到一個新的高度，“超過50%沒有問題，正在向更高的比例邁進。”
在技術研發(fā)方面，科諾偉業(yè)承擔了多項國家科技部863和支撐課題，參與起草了三項微網國家及行業(yè)標準，。經過多年的積累，科諾偉業(yè)形成了光儲微電網、風光柴儲微電網、多能互補冷熱電三聯(lián)供微網等系統(tǒng)解決方案，成功研制微網變流器、充電控制器、微網控制器、能量管理系統(tǒng)等等核心設備。
讓微電網的大腦更靈活
為了實現(xiàn)多種電力和能源的有效匹配及運行效益最大化，微網系統(tǒng)需要能量管理系統(tǒng)(EMS)對系統(tǒng)運行進行監(jiān)視和管理，例如通過EMS進行分布式電源能量調度、儲能系統(tǒng)管理、負荷能效分析、并網/孤島模式自動切換、系統(tǒng)地潮流穩(wěn)定控制等。
能量管理系統(tǒng)主要功能包括：
SCADA：具有通信、模擬量測量顯示、告警、控制、事件記錄功能、參數整定和操作權限管理、對時和視頻監(jiān)視功能
數據分析：可對年、月、日用電量、發(fā)電量進行統(tǒng)計分析
發(fā)電預測：預測分布式發(fā)電（風力發(fā)電、光伏發(fā)電）的短期和超短期發(fā)電功率
負荷預測：預報未來電力負荷情況，分析系統(tǒng)的用電需求
經濟運行：按電價規(guī)律進行功率調度，實現(xiàn)最優(yōu)控制
功率調度：大電網配合實現(xiàn)“削峰填谷”的作用，降低系統(tǒng)電壓和頻率的波動
故障保護：電氣采集量發(fā)生越限、數字量變位時，輸出報警信號
電能質量檢測：對微電網的電能質量進行全面檢測
WEB發(fā)布：系統(tǒng)發(fā)布到互聯(lián)網，實現(xiàn)信息的遠程瀏覽
在趙棟利看來，微網變流器（PCS）是微電網的最核心設備。儲能變流器主要應用于大規(guī)模儲能電站及分布式微網等領域，科諾偉業(yè)PCS涵蓋工商業(yè)用50/100/300/500kVA等中大功率及戶用5kVA小功率產品系列。主要應用在海島孤網及多能互補發(fā)電系統(tǒng)運行中。功能包括并網運行、離網運行及蓄電池充放電控制。目前在行業(yè)同類產品中處于技術領先水平。產品突破了電壓源變流器VF控制、電流源變流器PQ控制、蓄電池充放電控制、并離網模式平滑快速切換、低電壓穿越、孤島檢測、鎖相環(huán)及正負序分離等核心技術，并實現(xiàn)了以下創(chuàng)新：
1、諧波抑制功能
研發(fā)的帶有諧波抑制功能的儲能變流器，能夠同時對多個指定次數諧波進行有效抑制。
2、三電平技術
研發(fā)的三電平儲能變流器，采用三電平矢量控制技術及中點電位平衡方法，產品效率得到提升。
3、故障穿越及無功支撐算法
完善的電網故障穿越能力，快速無功支撐能力。
該系列產品目前已在青海、西藏、湖南、保定等多個項目中實現(xiàn)現(xiàn)場應用。
5kVA戶用儲能逆變器同時擁有并網和離網功能，采用蓄電池充電控制和逆變一體化設計，可以靈活配置鉛酸電池和鋰電池，具備IP65防塵防水等級、無風扇一體化的散熱技術及集成戶用能量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)更友好的人機交互。
PCS并離網切換控制包括并網和離網模式的切換，從慢到快，再到無縫切換。趙棟利表示，“現(xiàn)在的100毫秒的電源切換，對于大部分負荷區(qū)來說能夠滿足需求，但要求升級后就要用更先進的技術，從100毫秒的切換時間到10毫秒甚至更快，成本相應也會高一些。”
趙棟利團隊在完善的硬件基礎上，進一步開發(fā)了全套的軟件解決方案，“基本構建搭好后，需要用核心的算法編制軟件，這樣才能發(fā)揮出硬件的功能。”
讓微電網變得“有利可圖”
只有當微電網和多能互補項目具備了經濟性，才能真正得吸引到更大規(guī)模的投資。談及上述國家能源局先后批準的一百多個相關項目的落地情況，趙棟利表示，“能量管理系統(tǒng)能給微網的多種能源供應提供經濟上的優(yōu)化搭配。”在他看來，相比于早期的微電網示范項目，在光伏度電成本及儲能成本下降的過程中，目前已經有了一定的經濟性，但總的來看，“中國峰谷電價差不夠高，并且儲能增加了額外成本，客觀上投資的經濟性受到影響。”目前微網項目多屬于政府示范項目，由國家支撐做了較多示范。
目前分布式光伏、儲能系統(tǒng)的成本都以較快的速度下降，因此在部分地區(qū)的微電網項目已經初步具備了可投資性，“但還是需要一定的政策支持。”目前光伏發(fā)電的度電成本正處于迅速下降的過程中，即使電價下調，光伏電站的投資收益率也已經普遍滿足各投資企業(yè)的要求，在部分地區(qū)，甚至工商業(yè)分布式光伏的收益率可以達到20%以上。分布式光伏已經為微電網的經濟性奠定了基礎。趙棟利認為在成本下降的推動下，儲能已經有了一定的市場空間，如果搭配上分布式光伏，再設定好的商業(yè)模式，新能源微電網的盈利空間還是有的。
關于微電網和多能互補項目的未來，趙棟利認為投資商要依托這些項目成為區(qū)域能源供應商，向區(qū)內和周邊用戶出售電力，或者通過售電公司出售電力，“這個市場非常大，現(xiàn)在東部地區(qū)分布式光伏越來越多，但如果超過一定的供電比例，將對電網產生沖擊，應用微電網，將能更好的容納進當地的電力供應中。”目前，科諾偉業(yè)已經參與到多個微電網、多能互補項目的可研編制中。趙棟利看好工業(yè)園區(qū)中微電網的發(fā)展，“按照國家的規(guī)劃，到2020年，中國新增的工業(yè)園區(qū)中要有50%建成微電網系統(tǒng)；已建成的工業(yè)園區(qū)要有30%改造成微電網、多能互補及終端一體化的綜合能源體系。”
千億大市場
雖然包括中國在內的全球大部分發(fā)展中地區(qū)中微電網項目仍處于示范階段，但北美、歐洲等發(fā)達地區(qū)的微電網業(yè)務量在過去幾年中正逐步上升。根據NavigantResearch的統(tǒng)計數據，2015年美國地區(qū)微電網相關產品銷售額就超過15億美元；另一家機構SBIEnergy在兩年前曾預測到2020年全球微電網的系統(tǒng)裝機容量可以達到15GW，市場規(guī)模達到200億美元，其中中國市場占比約5%。
但中國市場發(fā)展速度遠比上述機構的預測要快。趙棟利表示，“隨著政策完善、技術成熟和商業(yè)模式的清晰，微電網和多能互補項目會發(fā)展更迅速。”根據國家能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃，2020年，中國即將建成超過100GW的分布式電源，占中國總裝機量的5%以上，其中僅分布式光伏就有50GW。如此大的分布式電源推進下，微電網和多能互補必定會走上快車道，科諾偉業(yè)也將用自己的積累和技術進步推動中國的微網產業(yè)快速發(fā)展。
