天然气分布式能源及微电网介绍
1、天然气分布式能源介绍
天然气分布式能源的设备主要是由燃气轮机或者内燃机、余热锅炉、吸收式溴化锂机组等设备组成，主要给园区提供热、冷、电等服务。
2、微电网介绍
微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统。概括性地提出微型、自治、清洁、友好四大特征。对打造能源生产与消费新模式、新业态，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系意义重大。
微型：电压等级一般在35千伏及以下，规模在20兆瓦及以下。
自治：具备电力供需自我平衡运行和黑启动能力，与外部电网的年交换电量一般不超过年用电量的50%。
清洁：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利用率在70%以上。
友好：参与备用、调峰、需求侧响应等双向服务，满足用户用电质量要求，实现电网友好互动和用户友好用能。
3、微电网典型构造
微电网的典型构造主要包括：
就地控制层：对各个小系统进行集中控制
集中控制层
配电网调度层
4、微电网的特征
(1)可再生能源是其能量产生的主要来源。
(2)分布式发电、分布式储能是其能量产生和储存的主要形式。
(3) 分布式的各类能量节点互联起来实现能量的交换与共享。
(4)具有扁平开发的结构，支持各种能量设备的”即插即用”。
(5)智能化融入能量产生、储存、使用等各环节。
5、电网、分布式电源与微电网的关系
电网：是随着电力工业发展的需要逐步发展起来的，作为大机组、大电源高效开发利用的解决方案，以及实现大范围资源优化配置的平台，是目前世界各国电网的主要形态。
分布式电源：作为大电网的有益补充，随着热电冷多联供技术和风电、太阳能等新能源发电技术的进步，以及实现能源安全、清洁、高效利用的需要，在一些国家得到发展和应用。
微电网：作为分布式发电应用的拓展，是高渗透率风电、太阳能等间歇性新能源并网的解决方案，是分布式发电技术的高级应用。
6、国外微电网研究现状
美国微电网概念提出主要是为了解决供电可靠性问题。上世纪八九十年代发生的几次大停电事故，引起美国对电力系统可靠性的高度关注。鉴于建设输电网受到投资、征地、环保等诸多因素的制约，美国电力可靠性解决方案协会（CERTS）1999年提出了 “微电网”概念。美国微电网定位于以合理的成本提高供电可靠性。
能源安全微电网方案设计：
由美国能源部和国防部共同资助，圣地亚国家实验室与美国军事基地联合开展
旨在通过重点研究微电网建设方案，提高军事基地能源供给可靠性
可再生能源和分布式系统集成：
在智能电网资助框架下，由美国能源部资助，包含多个微电网项目或相关技术研究
项目的主要目标是通过分布式电源降低配电网馈线或变电站至少15%的峰值负荷
7、我国微电网研究与实践
我国微电网技术的研究起步相对较晚，已经初步建立了关键技术研究体系，也有一些示范工程，但在研究力量和研究成果上仍与国外存在较大差距。
多个高校和研究机构在国家973、863计划等的支持下开展了相关研究工作。
2009年以来，国网公司、南网公司等企业和清华大学、天津大学、华北电力大学、东南大学、华中科技大学等高校广泛合作，开展多项专题研究和试点示范。
国家已启动微电网相关研究，但尚未形成成熟的商业模式和市场机制，微电网规划、投资、建设、运营、监管的管理机制和并网、运行的技术标准体系也有待健全完善。
2015年7月，国家能源局发布《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》，鼓励新能源微电网建设，推动形成分布式能源系统创新管理模式和先进技术体系。
2017年5月，《关于新能源微电网示范项目名单的通知》发布，首批28个项目获批。
2017年7月，《推进并网型微电网建设试行办法》正式发布，促进并规范微电网健康发展。
目前我国微电网研究侧重于微电网的控制和优化技术，探索可行的商业运营模式。
8、我国微电网发展存在的问题
（1）经济性仍是制约微电网发展的主要因素
分布式电源和配套设备成本较高仍是制约其发展的主要因素。如过去五年分布式光伏发电成本降幅超过70%，但成本仍是常规能源发电成本的两倍左右，对政策补贴依赖度高。天然气分布式能源的燃气轮机或者内燃机主要依靠进口，成本相对较高，后期的维护成本也比较高，所以在我国发展微电网的初投资成本和后期的运维成本都比较高。
此外，缺少专门针对微电网设计的补贴机制，储能、监控保护和能量管理系统的成本难以覆盖。缺乏有效反映微电网供电可靠性、运行灵活性价值的市场体系，这些都成为制约微电网商业化、规模化发展的重要因素。
（2）与微电网相适应的管理体系有待完善
现有的分布式电源备案、补贴等管理与分布式电源类型有关，不同分布式电源在备案流程、补贴标准等方面存在较大差异，给微电网项目的统筹建设和建设运营带来困难。例如光伏方面，国家补贴为4毛2，浙江省补贴的是1毛，各地市县等也有相应的补贴，但是天然气分布式能源的补贴不一样，目前来说，像北京、上海、青岛、长沙、天津等有相应的补贴，天津补贴2000元/kw，上海补贴3500元/kw。
此外，一些分布式电源涉及国土、农业、林业等多个行业部门，政府尚未建立与微电网分布式电源相适应的项目管理和补贴发放机制，无法充分发挥微电网的优势，影响了微电网项目开发的积极性。
微电网的发展前景与趋势
1、全球发展前景与趋势
2030年前，分布式能源发展将呈现分布式新能源发电和天然气分布式能源并举的趋势，燃料电池和分布式储能快速起步。目前，分布式光伏仍占主导地位，在中东部的广大地区前景广阔。以燃气轮机、内燃机和燃料电池等动力技术为核心的天然气分布式能源，将首先在发达的东部沿海、中部地区的大中城市、大企业中推广应用。
根据Navigant Research的研究，全球分布式电源容量2023年将达到16550万千瓦。其中，北美、西欧和亚太地区将是领头军，尤其是亚太地区，占比达到32%（5230万千瓦）。
未来微电网将向综合能源网发展，将电力、燃气、水务、热力、储能等资源捆绑为整体资源，实现电网络、热网络与冷网络三个彼此耦合，统一解决有关能源的有效利用和调峰问题。相较热网络和冷网络，电网络具有易互联、损耗小、传输快等特点，将成为来综合能源网的核心，也给电网发展带来机遇。
目前的微电网系统由分布式发电、冷热电三联供、储能、多能互补等技术组成，后续将向由互联网、大数据、云储能、物联网和储热技术组成的微能网方向发展。
2、我国发展前景与趋势
我国分布式能源发展不断提速，已从启动阶段转入快速发展阶段；发展模式也从单一模式向综合模式过渡，试点示范也更突出多能互补、多元融合和供需互动；随着能源行业市场化改革深入，分布式能源有望获更充分市场化地位。
我国智能电网技术具备国际先进水平，多种技术的利用将使分布式能源开发利用更加智能化。
通过高比例可再生能源的就地消纳，可实现可再生能源消纳比例的提升
实现能源利用效率的提升，包括能源传输效率的提升以及用户终端能源综合利用效率的提升
实现能源系统与互联网概念的深度融合，并基于此推动还原能源商品属性
典型案例分析
1、鹿西岛项目
方案介绍：
鹿西岛并网型微网示范工程位于洞头县鹿西岛，通过接入35千伏鹿西变10千伏母线实现与大电网的相连，是一个可实现并网与离网运行模式灵活切换的兆瓦级微网示范工程。工程占地面积约16亩，工程在岛上主要建设：
风力发电系统：包括2台780千瓦异步风力发电机组；
光伏发电系统：300千瓦多晶硅；
储能系统：包括4套500千瓦*2小时铅酸电池组和1套500千瓦*15秒超级电容；
单户模式微网系统：20套，包括10套户用光伏系统（10*2kW）、5套户用小风机（每套2*1kW）、5套分布式供能系统（每套1*1kW风机+2kW光伏+19.2kWh铅碳电池；
监控及能量管理系统：提供数据分析、能量预测、负荷管理、优化运行和经济调度等功能的微网能量管理系统。
