電源、電網、負荷、儲能。

這四個元素在大的電力系統中比比皆是，在小型的微電網系統中也同樣存在。

可以說整個電力系統就如同西蘭花一樣，不論怎么向下切分，依然都是同一個形狀，那么自然在大電力系統運行分析中的一些道理同樣適用于微電網中。

所以想要系統性地了解用戶側微電網，就要先對于其中各個元素進行充分地理解。

#電源

因為我們討論的范圍視在用戶側微電網，甚至更小一點就是某個企業表后的微電網，那么電源可選擇的種類就比較有限。

常見的就是光伏發電了，其充當的是一個跟隨電網來發電的角色，是一個可控電流源。

電流源顧名思義，只負責提供電流，不負責支撐電壓，這也是電力電子設備接網的主流工作模式。

一旦跟隨的“網”沒了，也就是電壓三要素失準，那么光伏系統也會隨之停機，等待電壓恢復后再自行啟動。

還可能存在的一類電源是內燃機類型，多為柴油發電機。

柴油發電機直接接入用戶配網，但大多數時刻都處于冷備狀態，充當備用電源的角色。

因為配置的柴油發電機組容量有限，提供緊急供電時也只能帶動部分重要負荷，所以一般配有柴油發電機的用戶側配網，對于這類重要負荷也會設置雙回路供電。

一路由主電源也就是網側來供電，而另一路是柴油發電機的供電回路，二者互斥，不能同時開啟。

而在一些離網的項目中，柴油發現機的角色會更大一些。小型項目配置的柴油發電機可以獨立帶動微電網內的全部負荷，大型的項目也需要具備一定容量，好作為主電源的黑啟動電源。

離網項目中，光伏和儲能作為主電源，難免會有電力電子設備宕機、天公不作美、儲能電量不足等情況，此時柴油發電機的存在就是另一份保障。

而柴油發電機本身也可以具備并網運行和離網運行兩種模式，并網運行時其呈現可控電流源的屬性，根據指令控制自身有功和無功的輸出。

離網運行時其呈現電壓源的屬性，根據指令建立母線電壓三要素，帶動其它電流源恢復工作。

這是用戶側微電網可能會存在兩類電源，我們先有個概念，之后的文章里都會慢慢細說。

#儲能

放置在工商業用戶側的電化學儲能系統比較常見了，不過我習慣把雙向的電動汽車充電樁也放在這里一并考慮。

集裝箱式的算靜置儲能設備，隨取隨用；電動汽車的算是動態儲能設備，需要發信號邀請響應。

在微電網并網運行狀態下，儲能依靠變流器并網，也處于電流源的工作模式。根據能量管理系統進行充放電的操作，可控點還是比較多的，它也是整個微電網受控源的靈魂。

而在離網運行模式下，多數情況都是依靠儲能充當電壓源來支撐小系統的電壓。

因為在兩種不同微電網運行模式下，儲能系統需要兩種不同的工作狀態，那么就要在并離網切換時儲能也能夠同時進行工作狀態的切換。

而切換狀態必然需要時間，但電力系統的平衡是瞬時的，所以想要在并離網期間不存在任何掉電的縫隙，我們可能還需要一些其它儲能手段來保持系統的運行穩定。

也就是說，在短時的縫隙里，我們還需要一些資源來撐起這短暫時刻的供需平衡，為儲能設備在離網狀態下接管整個系統電壓爭取時間。

可能用到的儲能設備就有可以短期瞬時提供一定功率支撐的超級電容或者飛輪儲能，也有直接和重要不斷電負荷串聯的UPS/EPS等不間斷電源。

#負荷

用戶的電力負荷看似是這四要素中蕞不可控的一個環節，不過現在隨著負荷預測在電力市場中的角色越來越重要，隨著調節類虛擬電廠的負荷側資源越來越受到重視，對于可關斷、可調節負荷資源的開發也成為了行業熱點。

作為消費電力的設備，負荷將電能轉化為其它形式的能量，進而再帶來其它方面的效益。

而用電成本對比用電收益，可能本就不在一個數量級，這也給一些調節資源的開發帶來難處，畢竟想要改變一個用戶的用電習慣，可能比改變一個人的生活習慣還難，這和組織轉型慢于個人改變是一個道理。

不過這并不能作為負荷資源難以開發的借口，雖然顛覆式的改變很難，但漸進式的改良還是可以嘗試的。

我覺得難點在于對于用戶負荷的了解，對于用電習慣的掌控以及對于不影響用電收益下的改良方案的提出。

歸根到底就是有沒有那個耐心花時間去琢磨用戶的負荷，去做一件可能短期內不創造效益的事兒，當然也可能是做了也不會有任何效果的事兒。

不過回到負荷對電量的消耗，任何電量的消費都會有其對象，進而有其原因，而對于負荷的控制就在于是否會有提前擬定好的調節方案，是否可以隨時根據能量管理系統的判斷來執行方案。

還有一個不能忽視的負荷就是已經存在于用戶配電成套設備中的無功補償設備，因為負荷所需要的不僅是有功功率，還有無功功率。

一個好的微電網系統不該把這個可控無功源放置在自身的控制策略之外，所以對于負荷的控制要在有功和無功兩個方面進行考量。

雖然電力輔助服務市場尚未開啟無功支撐的品種，但一個良好的功率因數還是可以在內部損耗，在力調電費方面發揮重要作用。

#電網

源網荷儲的一個元素，“網”該如何理解，我并不會把其理解成用戶的配電網絡。

本質上用戶的配網都是按需進行的容量設計，基本不會存在一個支路供給容量不足以滿足整個支路負荷用電需求的情況。

那么把這個網理解為某個用戶的配網就不具備可以討論的點。

所以我習慣把這里的網解釋為網供電源，或者說是整個用戶與大電網之間的交換功率，這樣一來就可以用“源”和“荷”為兩個思考角度來構建微電網的模型。

網供電源不論是向用戶供給電能，還是從用戶處吸收電能都會提供微電網的電壓支撐，所以充當的是電壓源的角色。但這個交換功率的大小雖然也受控，卻是一種間接受控的方式。

根據功率平衡約束，四要素時時刻刻的有功功率和無功功率都要維持平衡，即矢量和為零，那么和電網的交換功率大小就取決于對分布式電源、儲能和負荷調控后的結果。

而這個結果也是微電網/虛擬電廠結算的重要依據。

小結

如果把源網荷儲四個要素繼續抽象成2個要素，那就是電源和負荷。

其中分布式電源是純粹的源，電力負荷是純粹的荷，而網和儲就介于兩種狀態之間，可以為源也可以為荷。

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