一、微電網市場分析

近幾年，我國非常重視微電網示范工程項目的開發和利用。2017年7月，為推進能源供給側結構性改革，促進并規范微電網健康發展，國家發改委和國家能源局制定了《推進并網型微電網建設試行辦法》，還在全國范圍內下發了《關于新能源微電網示范項目名單的通知》，有28個新能源微電網示范項目獲批。2018年8月《供電監管辦法（修訂征求意見稿）》明確提出供電企業不得拒絕或拖延接入增量配電網、微電網、分布式能源等符合國家規定條件的輸配電措施。隨著微電網技術的成熟，微電網示范工程的增多，微電網正逐步走向規�；�發展。

國際市場研究機構Markets and Markets日前發布的報告顯示，2020年全球微電網市場規模將達到286億美元。到2025年這一數據將增至474億美元，期間年復合增長率為10.6%。

二、微電網簡述

微電網(Micro-Grid)是指由分布式電源（DistributedGeneration,DG）、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監控和保護裝置等組成的小型發配電系統。

微電網運行模式主要分為并網運行和離網運行（也稱孤島運行），并網運行就是微電網與公用大電網相連，微網斷路器閉合，與主網配電系統進行電能交換，分布式能源系統并網發電，儲能系統可進行并網模式下的充電與放電操作，并網運行可通過控制裝置轉換到離網運行模式。離網運行也稱孤島運行，是指在電網故障或計劃需要時，與主網配電系統斷開，由分布式電源、儲能裝置和負荷構成的運行方式。并網運行主要集中在城市電網中，離網運行的微電網主要集中于海島、偏僻地區以及山村等環境相對惡劣、用電不便的地區。

三、飛輪儲能在微電網的應用

微電網接近用戶側，具有靈活高效的特點，促進了分布式電源與可再生能源的大規模接入。分布式電源主要有小水電、風力發電、光伏發電以及生物發電幾種類型。這些電源普遍受外界環境因素諸如季節、氣候、風力、光照等影響，所發出的電能具有隨機性、不穩定性等特性，這就會導致微電網自身的穩定性較差，當和主網并網運行時，由于主網的容量十分巨大，影響可以忽略，但是當微電網離網運行時，微電網分布式電源功率隨著環境變化而變化，無法為負荷提供穩定輸出。

飛輪儲能系統應用在微電網中，特別是微電網孤島運行時，能夠很好的平抑分布式能源的波動，穩定輸出，提高電能的質量。

微電網組網示意圖

四、飛輪儲能在微電網中的作用

1、提高分布式電源的穩定性

飛輪儲能系統應用于微電網中，通過能量管理系統（EMS），實現主網、分布式電源和儲能系統之間的協同控制，從而平穩分布式能源的波動。

2、改善輸出電能的質量

微電網無論是并網運行還是離網運行時，電能質量必須符合國家相關標準，電流諧波畸變率、電壓不對稱度、電壓閃降和波動，電壓、頻率偏差以及無功補償等都需要達到相應值。飛輪儲能系統的應用，通過雙向變流器PCS的控制，電壓頻率的在線監測，向微電網輸出有功、無功補償，儲能系統中的電抗裝置協同PCS對微電網電能進行有源濾波，同時電壓暫降可以由飛輪系統瞬時出力保證電能的高穩定可靠輸出。

3、微電網調頻、抵抗沖擊負荷

當微電網孤島運行時，由于自身容量較小，備用功率不足，對于短時間的負荷突增突減無法在極短的時間內自適應，這就會導致電壓、頻率偏離出允許范圍，導致用戶設備無法正常運行，甚至整個微電網系統宕機坍塌。飛輪儲能設備由于具有瞬時放電的特性，可以在負荷突增或者供電電源出現故障時，瞬時放電直至負荷正�；蛘邆溆冒l電設備正常帶載，在負荷突減的時候吸收微電網多余的能力，保證發電設備平滑減載。飛輪儲能設備的瞬時充放，保障了發電端和輸出端的用電平衡，對電網的電壓、頻率起到了很好的改善效果。

飛輪儲能應用于微電網系統相對于傳統的電池儲能而言，由于飛輪本身使用壽命長、工作溫度范圍寬、維護簡單的特性，在使用壽命周期內，省去了蓄電池3～5年更換、保持恒溫恒濕的工作環境、日常維護的繁瑣程序和成本。飛輪的瞬時大功率充放電在孤島運行模式下，結合燃氣（油）機發電，能夠提高電網的帶載能力，解決了燃氣（油）機帶載柔、需逐步加載的問題，同時飛輪儲能設備可將熱備用功率轉為冷備用狀態，節約了燃料消耗。