10.3 智慧微能源网与智慧微能源网（群）

1 . 微电网与智能微电网（群）

微电网是由至少一种清洁能源发电单元和一种蓄能单元所组成的区域发供电系统 , 其结构如图 1所示。
微电网具有如下特征：有一定容量的储能单元；严格实现 CO 2 及其他污染物的零排放；所发的清洁电能以区内自用为主；不足或多余电量可与外部配电网（一般为 35 kV）互调节；总装机容量一般小于 10 MW 级。

微电网配备智能能量管理单元后，可在运行过程中实现安全、经济、环保等多指标的自趋优，即成为图 2 所示的智能微电网。进一步，多个智能微电网由低于 35 kV 电压等级的线路联接成拓扑如图3 所示的智能微电网（群）。

智能微电网具备微电网的所有特征，特别是零碳排。此外，它还具有以下特征：自动实现发电、储电、自用电以及与外部配电网交互电量的趋优化控制；微电网内部的保护系统实现优化配置；控制系统可实现微网与外部配电网“并网”与“离网”的干扰极小化；自用电比例高。

2 . 微能源网与智慧微能源网（群）

微能源网是指由微电网、区域热网、区域供冷网络等组成的，以电能传输为核心的区域能源网络。能量路由器是微能源网的关键元件。图 4 给出了一个典型的微能源网系统架构[5-6] 。该微能源网主要由电网、热网、冷网及天然气网等网络，冷热电负荷，以及储热装置、压缩空气储能系统和制冷机等能量转换装置组成，可实现冷、热、电、气等能量的协同管理。
微能源网的典型特征为：能源输入形式与能量产品多样化；能源生产、传输和消费 3 个主要环节均涉及多种能源形式；强调网内所有能源的互联互补与统一管理。

在运营过程中能够实现多指标（安全、经济、环保）自趋优的微能源网即为智慧微能源网，“多指标自趋优”也是“智慧”的含义所在。与“智能”微电网只涉及电能这一种能量形式不同，“智慧”微能源网最主要的特征是涉及冷、热、电、气等多种能量形式。智慧微能源网中最为关键的设备是能量路由器，它是不同能源网络之间耦合的接口，并可实现多种形式能量之间的转换、传输和存储[21] 。典型的能量路由器包括热电联产机组、具有热能存储系统的光热电厂、非补燃式压缩空气储能系统等。

能量路由器的高效控制对发挥微能源网多能互补、节能减排等优势具有重要意义[22] 。图 5 给出了基于非补燃式压缩空气储能系统的能量路由器结构[23] 。非补燃式压缩空气储能系统是一种将弃风、弃光、弃水、低谷电等作为能量输入的新型储能系统，它能够实现冷、热、电三联产，同时兼具零碳排、高效、长寿命等优势[24-25] ，是一种清洁灵活的能量路由器。文献 [5] 基于非补燃式压缩空气储能系统这一清洁能量路由器，构建了耦合区域热网和区域配电网络的零碳排微能源网，并给出了其调度策略，以减少弃风和系统运行成本。
若干智能微能源网通过能量路由器相互耦合组成的智慧能源系统即为智慧微能源网（群），其结构如图 6 所示。微能源网（群）的智慧运行依赖于微能源网间能量路由器的智能协同能量管理。