微网高渗透率接入后的综合经济效益评估与分析.pdf

第４０卷第１３期２０１２年７月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶ＿ｏ１．４０ＮＯ．１３Ｊｕｌｙ１，２０１２微网高渗透率接入后的综合经济效益评估与分析吴耀文，马溪原，孙元章，方华亮（武汉大学电气工程学院，湖北武汉４３００７２）摘要：微网是智能电网的重要组成部分。微电源装机成本偏高，微网技术还不成熟，发展微网的机遇与风险并存。提出了定量评估高渗透率下微网的综合经济效益的新方法。建立了高渗透率下微网的成本与收益的计算模型。将该方法结合我国某地区接入高渗透率的微网为例，评估了典型情况下我国城市高渗透率接入微网的综合经济效益。通过分析影响高渗透率微网经济性的因素，提出了提高微网经济性的措施。结果表明，微网的高渗透率接入将带来可观的经济效益。关键词：微网；高渗透率；新能源；经济效益；分布式发电Ｏｖｅｒａｌｌｅｃｏｎｏｍｉｃｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｃｃｅｓｓｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｗｉｔｈｈｉｇｈｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ——ＷＵＹａｏｗｅｎ，ＭＡＸｉｙｕａｎ，ＳＵＮＹｕａｎ－ｚｈａｎｇ，ＦＡＮＧＨｕａ－ｌｉａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｔｈｅｓｍａｒｔｇｒｉｄ．Ｔｈｅｉｎｓｔａｌｌｉｎｇｃｏｓｔｏｆｍｉｃｒｏｐｏｗｅｒｉｓｈｉｇｈａｎｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｉｓｓｔｉｌｌｎｏｔｍａｔｕｒｅ，ｓｏｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｒｉｓｋｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｍｉｃｒｏｇｒｉｄｃｏｅｘｉｓｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｗｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｅｖａｌｕ￣ｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｗｉｔｈｈｉｇｈｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｃｏｓｔｓａｎｄｂｅｎｅｆｉｔｓｆｏｒｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｗｉｔｈｈｉｇｈ’ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴａｋｉｎｇｏｎｅａｒｅａｉｎＣｈｉｎａａｓｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｗｉｔｈｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｈｉｇｈ’’ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｉｎＣｈｉｎａＳｕｒｂａｎａｒｅａｓｉｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏｇｉｒｄｅｃｏｎｏｍｙａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｍｉｃｒｏｇｒｉｄｗｉｔｈｈｉｇｈｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｃｃｅｓｓｗｉｌｌｂｒｉｎｇｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１１０７０９０）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ；ｈｉｇｈｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ；ｎｅｗｅｎｅｒｇｙ；ｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ中图分类号：ＴＭ７１１文献标识码：Ａ——文章编号：１６７４３４１５（２０１２）１３－００４９０６０引言经济的发展带动了电力需求的迅速增长，引发了一系列的能源与环境问题。微网是智能电网的重要组成部分，可作为分布式可再生能源接入电网的平台，避免电网遭受严重自然灾害或者运行故障时造成停电损失，是提高用户供电可靠性和电能质量的重要手段等［１－３１。微电源及其储能装置采用先进的电力电子接口装置并网，能够快速跟踪负荷的变化，“”实现即插即用，可运行在并网模式、孤岛模式及两种模式问平稳转换【４］，并可同时向用户供给电和热【６Ｊ。近年来国内外对于微网的运行与控制技术的研究较多，使得配置微网在技术上具有了一定的可基金项目：国家自然科学基金（５１１０７０９０）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（２０１１２０７０２０２００１０）行性，但除了技术的可行性外，经济性也决定了配置微网的可行性。微网的接入究竟对经济效益有何贡献，这是用户和电力公司共同关心的问题。从分布式发电技术提出开始，分布式发电的经济性问题就一直受到电力及能源工业界的广泛关注，已有研究成果一般是针对一个具体的工程项目，把分布式发电成本分为投资成本和运行成本两部分，把收益分为热电联产收益、电价收益、网损收益等进行经济性分析Ｉ７。但微网是一个以分布式发电为基础的复杂供能系统，随着负荷侧微网装机总量占负荷功率的比例逐渐提高，即微网高渗透率的接入电网后『ｌ，这样的分析思路并不完全适用于高渗透率下微网的综合经济效益分析。（１）装机成本方面。分布式电源一般是直接接入电网，但微网往往是通过先进的电力电子装置并网的，并且微网内含有可以快速跟踪负荷变化的．５０．电力系统保护与控制储能装置和控制系统，这样将会提高微网的设备和安装成本［１。ｌ。同时微网的高渗透率接入负荷侧会取代部分集中式发电的装机建设，相比于集中式发电，微网装机成本偏高。（２）发电效率方面。微网并非一定因为发电效率高而经济，我国集中式燃煤机组发电效率大致为３０％左右，超超临界机组可以达到５０％以上，但是柴油机和微型燃气轮机在非冷热电联产情况下的发电效率普遍在３０％以下Ｉ１】，且燃料成本较煤炭偏高，分布式可再生能源的年设备平均利用小时数较低。（３）供电可靠性方面。传统的分布式可再生能源发电技术往往在系统故障情况下进行孤岛保护动作而退出系统运行，并不能够提高负荷侧的供电可靠性。然而微网在系统故障时可以孤岛运行是其最主要的特点，能够保证部分重点用户的１００％供电可靠性和改善电能质量，将会为重点用户提供较大的供电可靠性收益和电能质量收益。（４）环境效益方面。高渗透率分布式可再生能源发电所带来的环境效益应该得到价值体现，但基于传统化石能源的微电源如柴油机和微型燃气轮机等在碳化物和氮化物等污染物的单位千瓦时排放上相对传统的大型燃煤机组更高，并且无法大规模经济地进行脱硫等环保处理，因此并不是所有微电源都具有节能减排的作用。我国目前的新能源产业基础薄弱，微电源装机成本偏高，微网技术还不成熟，因此发展微网的机遇与风险并存，高渗透率下微网的综合经济效益分析对于我国的新能源产业和智能电网发展具有重要意义。本文分析了高渗透率微网的成本和收益，提出了高渗透率下微网的综合经济效益评估方法，将该方法具体结合我国中部某省会城市接入渗透率达１０％的微网为例，评估了高渗透率下微网的综合经济效益。１高渗透率下微网的成本分析１．１微网的设备和安装成本微网的电源通常是指分散布置在电力负荷附近、容量在数千瓦至数十兆瓦之间的分布式发电及储能装置。主要形式有：（１）传统化石燃料发电如内燃机、微型燃气轮机、燃料电池等；（２）可再生能源发电如太阳能发电和风力发电等。微网的设备和安装成本包括一个具体的地点配置微网中购买和安装所使用的全部费用，该成本一般近似正比于电源的装机规模。但是即使是同一种微电源技术，其设备和安装成本变化范围也很大，这还取决于设备规格尺寸、工作性能以及燃料类型等，较成熟的分布式电源技术成本较低。随着新能源技术的发展，分布式电源的成本将逐步降低，例如近年来我国光伏产业发展迅速，目前光伏发电千瓦投资已经降至１．８万～２万元之间。表１为根据调查得到的各主要微电源技术的平均成本数据Ｉｌ，ｏ。考虑到财务成本，把微网设备和安装成本资金换算为按期等额支付的金额，则相比于集中式发电，由于建设高渗透率微网而增加的等年值投资成本Ｃｒ为—ＣＣＰ＝ｌ尸ＭＧＥｃａＡｌ＋ｒＤＰＭＧｌ（１）‘１Ｔ一式中：。为微网总装机容量；和分别为第ｋ种微电源的平均单位千瓦造价和占微网总装机容量的比例，满足＝１；ｒｋ为安装及电力电子接口装置成本占设备成本的比例，一般为３０％，但针对用户需要高度定制时，安装成本甚至可高达１００％Ｌ６Ｊ；Ｃｏ为集中式发电形式平均单位千瓦造价，参照《中国电力投资集团公司火电工程造价控制指标》为４５００元；ｉ为利率，目前中国工商银行５年以上长期贷款利率是６．１４％；，ｚ为项目还款年限，还款年限可以为微电源的使用寿命，一般为１５年。表１各种主要微电源技术的平均成本数据Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｓｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｅｌｅｃｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏ￣ｒｉｄｓ１．２微网的运行与维护成本微网的运行和维护成本由固定部分和可变部分组成：固定成本主要由运行设备的人工成本组成，与具体项目规模所需的人事配置和工作机制有关；吴耀文，等微网高渗透率接入后的综合经济效益评估与分析．５ｌ一可变成本是可变的维护费用，可以根据经验折算成与微网设备利用率相关的比例因子。则相比于集中式发电，微网的年运行和维护成本Ｍ为’ＣｏＭ＝ＰＭＧ（ｒ（ＯＭＦｉ，＋ｖｒ（０Ｍａｒ，）一，，、、ＰＭＧｖＭ．０ｚ式中：为第ｋ种微电源的年固定运行费用比例系数，元／ｋＷ－ａ．ＸｏＭ为第ｋ种微电源的可变维护费用比例系数，元／ｋＷｈ；ＫｏＭ。为传统燃煤火电厂运行维护费用比例系数【】引，０．０３５元／ｋＷｈ；ｔＡＶ为第ｋ种微电源的年设备平均利用小时数；ｗ为微电源综合平均利用小时数，１９５２．５ｈ。１．３微网的燃料成本基于传统化石燃料发电的微电源也存在燃料费用。天然气、柴油价格的上升会恶化微网的经济性。则相比于集中式发电，高渗透率下微网增加的年燃料成本为ＣＦｃ＝ＰＭＧ—ｃ，，ＰＭＧｖｃ，０（３）式中：为第ｋ种微电源的单位千瓦时的燃料成本，元／ｋＷｈ；／Ｇ为集中式发电形式的燃料成本，Ｏ．３１４元／ｌ（Ｗｈ。２高渗透率下微网的收益分析２．１微网的可靠性收益微网直接面向负荷侧，系统故障下孤岛运行可以提高对负荷的供电可靠性，降低停电可能带来的损失，保障部分用户的１００％供电可靠性。以往多从宏观上采用产电比作为分析停电损失的主要指标。产电比是指某一时期、某一地区内国内生产总值（ＧＤＰ）与消耗电能量之比，单位为元／ｋＷｈ，它描述了单位电能创造的经济效益，是对电能货币价值的一种社会度量，可以从宏观上近似估计停电损失，例如湖北省２００９年的ＧＤＰ为１０６８４．３２亿元，全社会用电量１１３５．１３亿ｋＷｈ，则产电比为９．４１２４元／纬。产电比的特点是适用于大面积的宏观估计，不适合对具体用户停电损失的估计。考虑到微网是面向重要商业中心、高附加值工业企业、医院、政府机关等企事业单位的重要负荷供电的，产电比作为一个平均值，评估微网内用户的停电损失没有准确考虑到微网内负荷的重要性，得出的结果将会低估微网减少的停电损失。本文根据文献［１９］通过问卷调查统计的我国城市电网用户停电损失典型数据，对重点负荷进行统计加权后得到微网内负荷的平均停电损失约为９０元／ｋＷｈ。高渗透率下微网的年可靠性收益为ＣＲＥ＝尸ＭＧ・ＡＩＨＣ・Ｃ・（４）—式中：ＡＩＨＣ为我国电力行业标准ＤＬ／Ｔ８３６２００３中定义的供电系统用户平均停电时间，ｈ／ａ；ｃ为微网内重要负荷每小时平均停电损失，９０元／ｌ（。２．２微网的网损收益微网位于负荷侧决定了高渗透率下的微网接入可以有效降低电网损耗，减少网损客观上为电网公司减少了输电成本并带来了经济效益。本文在ＰＳＡＳＰ中计算了２０１０年我国中部某省会地区负荷侧接入６４７．４Ｍｗ的微电源，即接入渗透率达１０％的微电源后，该省电网在各种典型运行方式下网损平均降低了３６．８４ＭＷ。高渗透率下微网的年网损收益ＣＬ为’ＣＬｃ＝ｃｔＡＶｃｐ（５）式中：为网损的降低值；ｃｎ为电网平均售电价，Ⅵ０．４９１元／ｌ（ｍ。２．３微网的冷热电联产收益冷热电联产是一种建立在能的梯级利用概念基础上，将制冷、供热（采暖或供热水）及发电过程一体化的多联产总能系统【６Ｊ。微电源直接面向用户，通过微网系统的冷热电运行可以提高能源利用效率实现节能减排。冷热电联产利用所产生的价值主要取决于可利用的废热总量和被替代的燃料成本。微网的年冷热电联产收益Ｃｒ为ｃｃｃ．￣ｅＭ￣ａｋｔｎｖ，ｋＣｗｏ４（６）挺ＣＣＨＰ式中：ｃｍ为微电源冷热电联产中的废热利用产生的附加值，Ｏ．５元／ｋＷｈ；ｏ４为各种微网热电联产率；ＣＣＨＰ为可以运行在热电联产方式下的微电源集合，主要为内燃机、微型燃气轮机、燃料电池等。２．４延缓输配电建设的等效收益微电源的合理配置可以降低尖峰负荷时系统对电网输送容量的需求，以避免输／配电阻塞。在具有很高输配电建设成本的地区，为满足较小的负荷增长而需要新建输配电线路及配套设备时，负荷侧就地配置微网，可以规避新建输配电设备带来的高额投资。微网带来的延缓输配电建设的等效收益ｃＤ为ｃ＝Ｇ・Ｃｄ（７）式中，Ｃｄ为单位千瓦微电源对应的年等效缓建价值，根据经验一般为３１０元／ｌ（Ｗ．ａ。２．５微网的环保收益相对于传统集中式发电形式，以风能和太阳能为主的可再生能源发电是实现节能减排的有效途径．５２．电力系统保护与控制之一，但基于传统化石燃料发电的微电源同样会排放污染物气体。为了将高渗透率下微网对环境的影响统一到综合经济效益评估模型，本文根据文献［１５】中集中式燃煤发电和各种分布式发电技术的污染排放特性数据将环境影响折算成环保收益ＣＦ。∑ｃＥ＝０Ｉｌ／尸Ｍ。（＋）一（８）Ｍ∑∑‰，，（＋）ｋｅＮＲＥＳｊ＝ｌ式中：为第ｋ种微电源的第，种污染物的排放系数；，为集中式燃煤发电的第．，种污染物的排放系数；为其污染物的环境价值；为污染物所受罚款；Ｍ为污染物的种类；ＮＲＥＳ为基于传统化石燃料发电的微电源类型集合。微电源的污染物排放及评价参数如表２和表３所示。表２各种发电技术的污染排放系数１ｂ１ｅ２Ｅｍｉｓｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｓｏｕｒｃｅｇ／ｋＷ・ｈ表３电力行业污染物环境评价标准Ｔａｂｌｅ３Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓｔａｎｄａｒｄｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎｐｏｗｅｒｉｎｄｕｓｔｒｙ・元／ｋｇ此外，目前我国对风电和太阳能发电等可再生能源制定了全国统一的发电标杆上网电价，高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的部分，通过全国征收的可再生能源电价附加解决［２０－２１】。可再生能源电价扶持主要面向由国家发改委审批的大规模集中式可再生能源的发电项目，对于本文中分布式的位于负荷侧的微电源并没有明确提出采取电价扶持的政策与措施，同时目前智能电表正在大规模普及中，负荷侧功率倒送的电价机制尚未正式形成，因此本文没有考虑对用户侧分布式电源可再生能源电价的扶持。未来如果形成分布式电源上网电价扶持政策和机制，高渗透率微电网将获得国家额外的政策补贴，其经济性将更好。３微网的综合经济效益算例与分析３．１高渗透率下微网的综合经济效益高渗透率下微网的综合经济效益分析应比较综合成本与综合收益：当综合收益大于综合成本时，接入微网从经济上可行的，电力公司和用户将获取净收益。否则，微网的接入不能带来经济效益。微网的年综合经济效益ＣＦ为Ｃｃｐ＂＿ＣＩ』Ｃ￣＂ＣＯＭ一￣ｖ＿ＣＤＣ＿ＣＥＣ（９）一———…ＣＩ＿ｃＣＣｃＨＰＣＤｃＣＥｃ３．２典型算例描述与结果本文以我国中部某省会城市地区接入渗透率为１０％的微网为典型情况，分析了我国城市在高渗透率下微网的经济性。该省会城市圈是该省电网的主要负荷中心，某省会地区部分重要负荷侧接入６４７．４ＭＷ微电源时，微电源总装机占该地区总负荷的１０％。在ＰＳＡＳＰ中计算了２０１０年该地区分散接入高渗透率微网后，该省电网在各种典型运行方式下网损平均降低了３６．８４ＭＷ。根据调研统计，该地区２００５年～２００９年的城市配电网用户平均停电时间（ＡＩＨＣ．１）的平均值为１６．８４８８４ｈ／户年，重要负荷平均停电损失为９０元／ｋＷｈ，微电源综合年平均设备利用小时数为１９５２．５ｈ，单位千瓦微电源的年等效缓建价值为３１０元／ｌ（ｗ．ａ。微网的高渗透率接入，可以取代相应装机容量的传统集中式燃煤机组的备用电源建设。根据本文方法计算得到，相比于集中式发电，该地区由于接入高渗透率微网新增的成本和收益如图１所示。图１算例地区接入高渗透率微网新增的成本和收益Ｆｉｇ．１Ａｄｄｅｄｃｏｓｔｓａｎｄｂｅｎｅｆｉｔｓａｆｔｅｒｍｉｃｒｏｇｉｒｄｓｈｉｇｈｐｅｎｅｔｒａｔｉ０ｎｉｎｔｈｅｅｘａｍｐｌｅａｒｅａ该省会地区重要负荷侧接入６４７．４Ｍｗ微电源的年综合总成本为１０．５０２７亿元／年，年综合收益为１４．６５１３亿元／年，综合收益大于综合成本，微网每年为电力公司和用户带来的总经济效益达４．１４８６亿元。吴耀文，等微网高渗透率接入后的综合经济效益评估与分析．５３．因此，在该省电网省会地区负荷侧高渗透率接入微网从经济上是可行的。由此估算，典型情况下我国城市电网在重要负荷侧每接入１ｋＷ微电源，每年将产生６４０元的经济效益。３．３影响高渗透率微网经济・ｌ生的因素分析通过分析影响微网经济性的各方面因素的成本和收益费用可见：１）微网的成本方面。分布式发电属于新兴技术，其设备和安装成本仍然是成本的主要部分，其中燃料电池、户用小型风机、光伏发电等比较其他微电源成本明显偏高，影响了整个微网的经济性。风能和太阳能具有随机性和波动性，我国中部内陆城市常年有效风速偏低，限制了微网中风电的设备利用小时数；同时分布式可再生能源需要通过储能装置和控制保护装置实时平滑功率波动，维持微网功率平衡和系统稳定，增加了微网的设备成本。以Ｅｌ前的市场价格对微网配置较高比例的风能和太阳能供电会限制微网的总体经济性。２）微网的收益方面。微网带来的可靠性收益占有较大的比重，微网在增强受端电网、提高用户供电可靠性方面具有重要作用，随着电网规模的不断扩大，高压输电网一旦遭受严重自然灾害或者运行故障时，微网可以保证重点用户的供电可靠性，大幅度降低停电损失。微网作为分布式可再生能源接入电网的平台，在节能减排方面可以发挥一定的作用，但环保收益仅占整个微网收益中的２．８％。环境污染造成的损失和治理费用因所在城市地区经济发展阶段不同而有较大差异，随着我国对节能减排逐渐提高重视和政策支持，清洁的低排放微电源将具有竞争优势。３）微网的受益主体方面。网损收益和延缓输配电建设收益为电网公司效益，可靠性收益、冷热电联产收益和环保收益为社会效益，微网的电网公司效益、社会效益及综合成本对比如图２所示。微网带来的社会效益大于电网公司效益，因此在微网的成本分摊方面用户可以是微网的投资主体。电网公司可以采取对用户配置微网进行补贴的方式获得一定程度的调度控制权，保证微网的经济运行并改善双方的经济性。３．４提高高渗透率下微网经济性的措施微网综合经济效益分析可以为我国未来高渗透率的接入分布式电源和配置微网提供一定的指导，除提高我国新能源产业技术实力，降低微电源成本以外，微网的合理规划和运行控制可以提高微网的经济性，作为接入可再生能源的平台，满足用户定图２微网的社会效益与电网公司效益对比Ｆｉｇ．２Ｂｅｎｅｆｉｔｃｏｎｔｒａｓｔｂｅｔｗｅｅｎｓｏｃｉｅｔｙａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｍｐａｎｙ制的多样化可靠性要求、改善电能质量、节能减排等。１）微网的自身规划方面。为了提高微网的经济性，规划应主要从负荷和微电源两个方面考虑：负荷方面，以提高对用户的供电可靠性和电能质量为目标优化微网的接入位置与供电范围；微电源方面，主要从满足用户定制需求、燃料供应、投资成本等角度优化规划微电源及储能的类型与容量。对于分布式可再生能源发电接入微网的选型与定容应根据微网建设地点的气象条件、投资成本等降低电源的投资［２２］。２）微网的全局规划方面。高渗透率微网应从系统全局的可靠性和稳定性考虑微网的选址原则和规范，不能满足Ｎ．１、Ｎ．２要求的区域优先配置微网；供电可靠性低的重要负荷优先配置微网：输电网损大的受端电网优先配置微网；电能质量不能满足要求的重要负荷优先配置微网；新建输配电通道投资较高的负荷优先配置微网。３）微网的经济运行方面。用户侧将微电源用于平抑负荷波动、削峰填谷、参与电力市场，利用峰谷电价差异使投资者获得一定的经济收益。电网侧通过一定的调度控制为系统提供频率调节、瞬时响应备用、旋转备用等辅助服务功能。充分发挥微电源的冷热电联产能源利用效率高的优势，实现微网的经济运行。４结论本文提出了定量评估高渗透率下微网的综合经济效益的新方法。相比于传统集中式发电方式，建立了考虑微网设备和安装、运行与维护、燃料的成本及可靠性、网损、冷热电联产、延缓输配电建设、环保的收益的高渗透率微网成本与收益的计算模型。将该方法具体应用于中部某省会城市地区接入渗透率达１０％的微网典型算例，评估了高渗透率接入微网的综合经济效益。通过分析影响高渗透率微网经济性的因素，提出了提高高渗透率下微网经济．．５４．．电力系统保护与控制性的措施。结果显示，未来我国高渗透率接入微网将带来可观的经济效益，微网在节能减排和调整能源与产业结构方面具有重要作用。参考文献［１］Ｌａｓｓｅ￣ｅｒ＆ＡｂｂａｓＡ，ＭａｍａｙＣ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｒｅｓｏｕｒｃｅｓ：ｔｈｅＣＥＲＴＳｍｉｃｒｏｇｒｉｄｃｏｎｃｅｐｔ［Ｒ］．ＵＳＡ：ＣａｌｉｆｏｒｎｉａＥｎｅｒｇｙＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，２００３．［２］盛鹃，孔力，齐智平，等．新型电网．微电网（Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ）研究综述［Ｊ］．继电器，２００７，３５（１２）：７５－８１．—ＳＨＥＮＧＫｕｎ，ＫＯＮＧＬｉ，ＱＩＺｈｉｐｉｎｇ，ｅｔａ１．Ａｓｕｒｖｅｙｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄ・ａｎｅｗｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００７，３５（１２）：７５－８１．［３］苏玲，张建华，王利，等．微电网相关问题及技术研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（１９）：２３５－２３９．ＳＵＬｉｎｇ．ＺＨＡＮＧＪｉａｎ＿ｈｕ巩ＷＡＮＧＬｉ，ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｏｎｓｏｍｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（１９）：２３５．２３９．Ｅ４］Ｈ￣ｓａｎＮ，Ｒｏｂｅ￣Ｈ．ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｔｏｔｈｅＣＥＲＴＳｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ】．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２００９，２４（２）：１５９８－１６０８．［５］肖宏飞，刘士荣，郑凌蔚，等．微型电网技术研究初探［Ｊ】．电力系统保护与控制，２００９，３７（８）：１１４－ｌ１９．ＸＩＡＯＨｏｎｇ．ｆｅｉ。ＬＩＵＳｈｉ－ｒｏｎｇ，ＺＨＥＮＧＬｉｎｇ－ｗｅｉ，ｅｔａ１．Ａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｃｒｏｇｒｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（８）：１１４．１ｌ９．［６］杨勇平．分布式能量系统［Ｍ】．北京：化学工业出版社，２０１０．［７３ＡｆｚａｌＳ，ＣｈｒｉｓＭ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｂｙａｍｉｃｒｏｇｒｉｄｕｎｄｅｒｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ，２００８，３３（１２）：１７２９．１７３７．［８］ＤｏｕｇｌａｓＥ，ＧｒａｎｇｅｒＭ．Ｃｕｓｔｏｍｅｒ－ｆｏｃｕｓｅｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，１３３（３）：１５１－１６４．‘［９］Ｚｏｋａ、ＳｕｇｉｍｏｔｏＡ，ＹｏｒｉｎｏＮ，ｅｔａ１．Ａｎｅｃｏｎｏｍｉｃｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｏｒａｎａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｎｅｔｗｏｒｋｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｒｅｓｏｕｒｃｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００７，７７（７）：８３１－８３８．［１Ｏ］胡骅，徐冲，吴汕，等．影响用户侧分布式发电经济性因素分析［Ｊ］．电力自动化设备，２００８，２８（５）：２９．３３．ＨＵＨｕａ，ＸＵＣｈｏｎｇ，ＷＵＳｈａｎ，ｅｔａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｅｃｏｎｏｍｙｏｆｃｕｓｔｏｍｅｒ－ｓｉｄｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００８，２８（５）：２９－３３．［１１］ＤａｖｉｄＧｒｅｇｏｒｙＡ，ＳｃｏｔｔＧＬｉｆｅｃｙｃｌｅｅｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｍｉｃｒｏｇｒｉｄｐｏｗｅｒｐａｖｉｌｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ，２００７，３ｌ（１）：１．１３．［１２］撖奥洋，邓星，文明浩，等．高渗透率下大电网应对微网接入的策略［Ｊ］．电力系统自动化，２０１０，３４（１）：７８．８３．ＨＡＮＡｏ－ｙａｎｇ，ＤＥＮＧＸｉｎｇ，ＷＥＮＭｉｎｇ－ｈａｏ，ｅｔａ１．Ｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｌａｒｇｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｃｏｐｉｎｇｗｉｔｈａｃｃｅｓｓｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｗｉｔｈｈｉｇｈｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉ０ｎｏｆ—ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０１０，３４（１）：７８８３．［１３］周林，黄勇，郭珂，等．微电网储能技术研究综述［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１１，３９（７）：１４７．１５２．ＺＨ０ＵＬｉｎ，ＨＵＡＮＧＹｏｎｇ，ＧＵＯＫｅ，ｅｔａ１．Ａｓｕｒｖｅｙｏｆｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，３９（７）：１４７－１５２．［１４］丁明，王敏．分布式发电技术【Ｊ】．电力自动化设备，—２００４，２４（７）：３１３６．ＤＩＮＧＭｉｎｇ，ＷＡＮＧＭｉｎ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００４，２４（７）：３１－３６．［１５］钱科军，袁越，石晓丹，等．分布式发电的环境效益分析［Ｊ］．中国电机工程学报，２００８，２８（２９）：１１－１５．ＱＩＡＮＫｅ－ｊｕｎ，ＹＵＡＮＹｕｅ，ＳＨＩＸｉａｏ－ｄａｎ，ｅｔａ１．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｂｅｎｅｆｉｔｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００８，２８（２９）：ｌ１．１５．［１６］马溪原，吴耀文，方华亮，等．基于可靠性评估的微电网配置方法［Ｊ］．电力系统自动化，２０１１，３５（９）：７３．７７．—ＭＡＸｉ－ｙｕａｎ，ＷＵＹａｏｗｅｎ，ＦＡＮＧＨｕａ－ｌｉａｎｇ，ｅｔａ１．Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｂａｓｅｄｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０１１，３５（９）：７３－７７．［１７］王锡凡．电力系统优化规划［Ｍ】．北京：水利电力出版社，ｌ９９０．［１８］叶发明．市场经济下的燃煤火电厂的发电成本分析【Ｊ］．广东电力，２００２，１５（５）：６８－７３．ＹＥＦａ－ｍｉｎｇ．Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｏｓｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｉｎｍａｒｋｅｔｅｃｏｎｏｍｙｓｉｔｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００２，１５（５）：６８－７３．［１９］周莉梅，范明天．城市电网用户停电损失估算及评价方法研究［Ｊ］．中国电力，２００６，３９（７）：７０．７３．ＺＨＯＵＬｉ・ｍｅｉ，ＦＡＮＭｉｎｇ－ｔｉａｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｕｓｔｏｍｅｒｏｕｔａｇｅｃｏｓｔａｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｕｒｂａｎｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００６，３９（７）：７０－７３．［２０］国家发展与改革委员会．发改价格［２００９］１９０６号关于完善风力发电上网电价政策的通知［ｓ】．北京：国家发展与改革委员会，２００９．［２１］国家发展与改革委员会．发改价格［２０１１１１５９４号关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知［Ｓ】．北京：国家发展与改革委员会，２０１１．［２２］马溪原，吴耀文，方华亮，等．采用改进细菌觅食算法的风／光／储混合微电网电源优化配置［Ｊ】．中国电机工程学报，２０１１，３１（２５）：１７－２５．—ＭＡＸｉ・ｙｕａｎ，ＷＵＹａｏｗｅｎ，ＦＡＮＧＨｕａ－ｌｉａｎｇ，ｅｔａ１．Ｏｐｔｉｍａｌｓｉｚｉｎｇｏｆｈｙｂｒｉｄｓｏｌａｒ－ｗｉｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎａｎｉｓｌａｎｄｅｄｍｉｃｒｏｇｒｉｄｕｓｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｄｂａｃｔｅｒｉａｌｆｏｒａｇｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１１，３１（２５）：１７－２５．收稿日期：２０１１－０７－２６；—修回日期Ｉ２０１１＿１１１１作者简介：昊耀文（１９６５一），男，博士研究生，高级工程师，主要从事电力系统规划与运行方面的研究工作；马溪原（１９８６一），男，博士研究生，主要从事智能电网规划、微网、风电技术的研究；Ｅ．ｍａｉｌ：ｍａｘｉｙｕａｎ１９８６＠１６３．ｔｏｍ孙元章（１９５４－），男，工学博士，教授，博士生导师，长江学者特聘教授，主要研究方向为ＦＡＣＴＳ、电力系统非线性控制、电力系统稳定性和电力系统运行可靠性。