10月8日10時20分，河北電力科學研究院科技園區（以下簡稱電力科技園區），秋日的陽光透過云層照射下來，落到光伏板上，一縷縷陽光瞬間轉換成清潔綠色的電能，滿足整個園區的用能需求。從園區智慧能源管控平臺上可以看到，此時園區內分布式光伏發電及兩臺小型風機的發電功率是236千瓦，園區內用電負荷是207千瓦，園區用能全部來自清潔能源。

國網河北省電力有限公司聚焦綠色智慧微電網建設，持續攻關技術難題。河北電科院研發的風光儲熱一體化智慧微電網系統于3月底在電力科技園區落地，截至9月底發電量已超過28.4萬千瓦時。其間有57天，園區清潔能源發電量超過園區用電量。這套智慧微電網在保障園區用能經濟、可靠的同時，也為工業企業節能降碳、建設綠色園區提供了切實可行的解決方案。

錨定微網 十年接力創新攻關

占地61950平方米的電力科技園區于2013年建成，河北電科院十余個實驗室近百個技術研發單元集中在此。2012年5月，河北電科院于園區建成前就啟動了為園區量身定制的光儲熱一體化微電網示范工程。當時，國內微電網建設尚在探索，許多微電網項目都停留在單級電網階段。河北電科院攻關交直流多級微電網的協調運行和控制關鍵技術，不僅在工程中接入了分布式光伏發電、地源熱泵等多種電源形式，還提出了一種創新應用分級自主控制技術的交直流混合多級微電網協調控制方法，實現了對微電網電能的集中管理和分散控制。2014年11月，光伏發電、電力儲能、地源熱泵一體化交直流混合多級微電網示范工程在電力科技園區開始運行。

近年來，“雙碳”目標持續推進，微電網備受各方關注。2022年8月，工信部、國家發展改革委、生態環境部聯合發布《工業領域碳達峰實施方案》，明確提出加快工業綠色微電網建設。當年10月，一張全新的微電網在電力科技園區開始建設。

“這次，我們不僅想建設更綠色更低碳的微電網，還想通過智慧柔性調節實現微電網與大電網更加友好的互動，為前景廣闊的工業園區微電網建設探路。”河北電科院新能源技術研究團隊負責人胡雪凱介紹。

在這次的風光儲熱一體化智慧微電網系統建設中，新能源技術研究團隊部署了488千瓦光伏發電系統、4千瓦風機、170千瓦時儲能、冷熱雙功率地源熱泵以及50千瓦能量路由器。為了讓電能更可控，團隊還自主開發了智慧能源管控平臺，創新應用源網荷儲信息感知和協調控制技術，向建設更加智慧更加綠色的微電網目標邁進。

持續創新 不斷優化運行效果

智慧能源管控平臺是園區智慧微電網系統的“中樞大腦”。河北電科院新能源技術研究團隊通過平臺為微電網設定了三種運行模式——經濟模式、響應電網模式、離網模式。

團隊最看重的是響應電網模式的設計。“我們深入分析大電網的負荷特點，預設了多個典型季節負荷場景，這樣系統可自動根據天氣匹配運行方式，主動為大電網削峰填谷，同時接收電網控制指令，實時響應電網調控需求。”胡雪凱說。在研發團隊看來，微電網發展始終離不開大電網托底，微電網更加積極主動地響應大電網需求，有助于二者長遠發展。那么如何推動這一模式更加精準地實現？

園區智慧微電網研發的另一個重點就是對分布式光伏發電的管理，“馴服”它就能更有效地控制微電網與大電網之間的能量流動。在電力科技園區，一臺自主研發的主動支撐型（構網型）光伏逆變器承擔起這一重任。它可以有效解決光伏發電的隨機性、間歇性、波動性等問題，讓分布式光伏發電可以根據電網需求進行柔性調節，而不再只有并、離網的簡單選擇。這臺新型的逆變器不僅能滿足微電網的建設需求，更是應對高比例新能源接入配電網新形勢的一項創新成果。

今年年初，河北電科院高安全型高壓鏈式儲能系統研發成功，有效解決了多電芯或電池簇并聯帶來的能量損耗等問題，將能量轉化效率提升到99%以上。該套儲能系統配置了獨立的液氮滅火系統，使系統運行穩定可靠性達到國內領先水平。這一成果也迅速應用到園區微電網建設中。

高效運行 打造低碳園區解決方案

3月26日，風光儲熱一體化智慧微電網在電力科技園區啟用。

在這張微電網的支撐下，白天，電力科技園區依靠分布式光伏發電和風力發電運行，風光新能源發電量超出用電負荷時，智慧能源管控平臺就會控制儲能系統充電；夜間，分布式光伏無法發電時，儲能系統開始放電，基本實現近零碳園區建設目標。與此同時，在大電網出現波動、電壓失穩等情況時，園區微電網就會根據電力系統需求通過并、離網操作對大電網進行充放電，確保園區正常發供電并助力大電網穩定運行。

為了精準控制能量輸送和匹配控制，河北電科院還在園區微電網中開發應用了能量檢測管理系統。該系統應用能量監測及能效管理模塊，改變園區不同單元的能源消耗占比，形成多級微電網協同運行的調度模式，以最大化互補效益為目標進行不同能源之間的調度優化，形成“多級子網、開放接入、靈活組合、規模可調”的園區供用電網絡結構。

微電網的清潔能源有效支撐了園區日常運行，即使在夏季負荷高峰時段，清潔能源發電也能占到園區全部用能的67%。據了解，該微電網系統的設計運行年限為25年，在此期間將為園區提供超過1000萬千瓦時的清潔電能，相當于節約近4000噸標準煤，減排9970噸二氧化碳。

園區微電網節能減排及智慧管控的顯著效果吸引了眾多外部單位的關注。年初以來，河北工業大學、北方工業大學等多家單位到電力科技園區實地調研。

“在工業企業日益增長的節能降碳需求下，綠色智慧的微電網正在加速發展。”胡雪凱表示，新能源技術研究團隊將持續推進微電網優化升級，努力在這一領域打造出更實用的樣板。