一、微电网市场分析

近几年，我国非常重视微电网示范工程项目的开发和利用。2017年7月，为推进能源供给侧结构性改革，促进并规范微电网健康发展，国家发改委和国家能源局制定了《推进并网型微电网建设试行办法》，还在全国范围内下发了《关于新能源微电网示范项目名单的通知》，有28个新能源微电网示范项目获批。2018年8月《供电监管办法（修订征求意见稿）》明确提出供电企业不得拒绝或拖延接入增量配电网、微电网、分布式能源等符合国家规定条件的输配电措施。随着微电网技术的成熟，微电网示范工程的增多，微电网正逐步走向规模化发展。

国际市场研究机构Markets and Markets日前发布的报告显示，2020年全球微电网市场规模将达到286亿美元。到2025年这一数据将增至474亿美元，期间年复合增长率为10.6%。

二、微电网简述

微电网(Micro-Grid)是指由分布式电源（DistributedGeneration,DG）、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。

微电网运行模式主要分为并网运行和离网运行（也称孤岛运行），并网运行就是微电网与公用大电网相连，微网断路器闭合，与主网配电系统进行电能交换，分布式能源系统并网发电，储能系统可进行并网模式下的充电与放电操作，并网运行可通过控制装置转换到离网运行模式。离网运行也称孤岛运行，是指在电网故障或计划需要时，与主网配电系统断开，由分布式电源、储能装置和负荷构成的运行方式。并网运行主要集中在城市电网中，离网运行的微电网主要集中于海岛、偏僻地区以及山村等环境相对恶劣、用电不便的地区。

三、飞轮储能在微电网的应用

微电网接近用户侧，具有灵活高效的特点，促进了分布式电源与可再生能源的大规模接入。分布式电源主要有小水电、风力发电、光伏发电以及生物发电几种类型。这些电源普遍受外界环境因素诸如季节、气候、风力、光照等影响，所发出的电能具有随机性、不稳定性等特性，这就会导致微电网自身的稳定性较差，当和主网并网运行时，由于主网的容量十分巨大，影响可以忽略，但是当微电网离网运行时，微电网分布式电源功率随着环境变化而变化，无法为负荷提供稳定输出。

飞轮储能系统应用在微电网中，特别是微电网孤岛运行时，能够很好的平抑分布式能源的波动，稳定输出，提高电能的质量。

微电网组网示意图

四、飞轮储能在微电网中的作用

1、提高分布式电源的稳定性

飞轮储能系统应用于微电网中，通过能量管理系统（EMS），实现主网、分布式电源和储能系统之间的协同控制，从而平稳分布式能源的波动。

2、改善输出电能的质量

微电网无论是并网运行还是离网运行时，电能质量必须符合国家相关标准，电流谐波畸变率、电压不对称度、电压闪降和波动，电压、频率偏差以及无功补偿等都需要达到相应值。飞轮储能系统的应用，通过双向变流器PCS的控制，电压频率的在线监测，向微电网输出有功、无功补偿，储能系统中的电抗装置协同PCS对微电网电能进行有源滤波，同时电压暂降可以由飞轮系统瞬时出力保证电能的高稳定可靠输出。

3、微电网调频、抵抗冲击负荷

当微电网孤岛运行时，由于自身容量较小，备用功率不足，对于短时间的负荷突增突减无法在极短的时间内自适应，这就会导致电压、频率偏离出允许范围，导致用户设备无法正常运行，甚至整个微电网系统宕机坍塌。飞轮储能设备由于具有瞬时放电的特性，可以在负荷突增或者供电电源出现故障时，瞬时放电直至负荷正常或者备用发电设备正常带载，在负荷突减的时候吸收微电网多余的能力，保证发电设备平滑减载。飞轮储能设备的瞬时充放，保障了发电端和输出端的用电平衡，对电网的电压、频率起到了很好的改善效果。

飞轮储能应用于微电网系统相对于传统的电池储能而言，由于飞轮本身使用寿命长、工作温度范围宽、维护简单的特性，在使用寿命周期内，省去了蓄电池3～5年更换、保持恒温恒湿的工作环境、日常维护的繁琐程序和成本。飞轮的瞬时大功率充放电在孤岛运行模式下，结合燃气（油）机发电，能够提高电网的带载能力，解决了燃气（油）机带载柔、需逐步加载的问题，同时飞轮储能设备可将热备用功率转为冷备用状态，节约了燃料消耗。