山东省烟台市长岛县的砣矶岛上，居民屋顶被一块块光伏板覆盖，正在源源不断地提供着清洁的电能。日前，居住在岛上的居民深有感触地说，“自从2015年建成微电网，2020年建成微电网群，我们就结束了完全靠外部供电的时代，再没经历过停电的痛苦了。”
2015年7月，山东烟台长岛“分布式发电及微电网接入控制”工程正式竣工投运。这是继南方浙江舟山以外全国第二个岛屿微电网工程，被授予“国家物联网重大应用示范工程”称号。2020年6月，山东长岛智能微电网群示范工程完成系统联调及组网试运行。该工程是国内首个基于柔性直流互联的微电网群示范工程，全面提升海岛配电网的资源优化配置能力、可再生能源消纳能力和可靠供电水平。作为这两项工程的技术总负责国网山东电科院，为之倾心奋斗了8年之久。
“该工程我们是为百姓造福而创新，通过这个项目，百姓可以享受到由新能源转变而来的稳定、优质、绿色的电能，告别完全依靠外部供电的历史，逐步实现低碳排放、甚至零排放。”国网山东电科院首席专家孙树敏深有感触地说，“我们深知并坚信，要想不愧于‘示范引领’的称号，只有不断进步，走在行业前列。”
为解决海岛用电难题 勇挑重担奋战三年
微电网，这还是一个比较新的技术名词，很多人不太明白何为微电网。国网山东电科院配电中心党支部书记程艳介绍说：“随着新能源快速发展，微电网技术不断成熟，逐渐成为促进可再生能源就地消纳的有效手段。微电网是一个包括能量管理控制、分布式电源、用户负荷、储能设备的配电网络，它可与大电网并网运行，也可脱离大电网孤网运行。分布式清洁能源通过微电网能充分有效地发挥可再生能源的潜力，并确保电网安全运行。”
长岛作为山东省唯一的海岛县，由32座岛屿组成，地理位置特殊，加快长岛电网建设，对服务国际休闲度假岛建设和地方经济发展至关重要。根据规划，长岛电网将划分成4个微电网，分别是南北长山微电网，大、小黑山庙岛微电网，大竹山微电网以及北部五岛微电网。先实施的是北五岛微电网中的砣矶岛微电网。由于海岛特殊的地质情况和电网建设难度，砣矶电网较为薄弱，主要存在链式电网单回路供电可靠性不高、海底电缆成为海岛“生命线”且抢修困难、风电控制能力不足等诸多缺陷。“35千伏砣矶站承担着砣矶镇及其北部大钦、小钦、南隍、北隍五个乡镇的供电任务，砣矶电网的稳定可靠运行对于北方五岛的持续可靠供电具有重要的意义。”在孙树敏的办公室有一张长岛地图，他指着地图上的大小岛屿介绍说，“在砣矶岛建设微电网项目最适合了。该工程投运后，极大增强了海岛电网供电的稳定性和可靠性，有效解决了海岛地区用电难的问题，同时为海岛新能源提供了坚强的电网送出通道。”
2012年11月，国网山东省电力公司牵头承担的“分布式发电及微电网接入控制示范工程”交由国网山东电科院分布式发电及微电网实验室团队负责技术研究与技术支撑，主要包括工程初设、土建施工、设备调试和系统联调等多项工作。经过3年艰苦卓绝的奋斗，2015年该工程投运，造福了当地百姓。
长岛人民深知微电网将给他们的生活带来质的飞跃，他们对建设者们都非常热情，团队成员王玥娇回忆起当初的建设经历时说道：“岛上村民看到我们上岛，都会热情招呼我们说，‘微电网’来了。”那一年，长岛微电网还经受住了两次孤网运行的严峻考验，分别为4月的电网计划检修，孤网运行时间长达24个小时;8月的电网突发故障，孤网运行时间达5个小时。长岛渔民心有余悸地说：“幸亏咱有微电网，要不然停电了，损失严重，我们可就惨了，想想都后怕。”
为巩固五岛电力链条 攻坚克难鏖战五年
2015年，备受关注的长岛微电网一期工程投产运行。“该工程显著提高了海岛区域电网供电可靠性，同时增强了海岛电网对丰富风、光等可再生资源的消纳能力。”该院首席专家孙树敏说，“这仅仅是一个开始，2016年我们又继续建设长岛微电网二期工程——山东长岛智能微电网群示范工程。让北方五岛的电力链条坚不可摧，在技术上做深做透。”
山东长岛智能微电网群示范工程建设地点位于烟台市蓬莱区砣矶岛、大钦岛等北方五岛，工程包括砣矶岛子微网系统，大钦岛子微网系统、用户侧子微网系统、柔性直流配电系统以及微电网群能量管理系统。该工程通过微电网群能量管理系统协同控制光伏、储能、柴油发电机等各类型分布式电源，并首次利用±10千伏/3兆伏安柔性直流配电系统进行多个海岛子微网系统协同、柔性互联，全面提升了各海岛子微网之间的功率友好交互支撑能力，最终实现微电网群系统多模态、多工况稳定运行，提升海岛电网的供电可靠性和可再生能源消纳能力，为未来可再生能源渗透率配电网的建设运行提供典型示范。
山东长岛智能微电网群示范工程于2019年上半年开工建设，在国网山东省电力公司统一部署和领导下，各参建单位全力协助，克服偏远海岛给工程建设的人力、物力调配所带来的一系列困难，于2019年底顺利完成了土建施工、单体设备安装并组网成功。2020年5月顺利完成单体调试;6月完成系统联调及组网试运行。该院项目团队基于长岛微电网一期工程的调试经验，最大限度降低了调试过程对海岛正常供电的影响，精心制定工程调试计划与实施方案，逐一评估风险点，做到风险全面可控、再控，并通过柔直单端双极对拖以及单端就地组网对拖等方式确保柔直双极双端对拖调试的成功率。
系统联调期间，正值35千伏砣矶站开展进线消缺。试运行的智能微电网群依靠独立的供电能力，保障了海岛居民在砣矶站检修期间的持续供电，改变了以往变电站检修期间全岛停电的局面，检验了微电网技术的实用化水平。“系统联调过程是一个日夜奋战的日子，我们与长岛公司紧密配合，以‘零点工程’的方式完成了复杂的系统调试，实现了调试过程对用户供电的‘零扰动’。真的非常艰难，但是却感觉成就满满。”回想起那段日夜奋战的日子，团队成员于芃依然热血澎湃。“工程圆满试运行，标志着长岛智能微电网群互联工程实现了海岛微电网群系统的并网、孤网多模态稳定运行与平滑切换，通过多类型分布式电源及柔性直流配电系统的协同控制，实现了海岛微电网群交直流多模式，多工况的持续可靠供电，全面保障了分布式电源广泛接入后区域配电网的可靠、清洁供电水平及整体可调控能力。”团队成员邢家维介绍说。
为提升清洁供电水平 精益求精永无止境
下一步，国网山东电力将继续推进该工程在海岛电网可靠供电与清洁能源消纳等方面发挥功效。全面推广分布式发电与微电网技术在配电网中的应用，提升电网的清洁、可靠、高效供电能力，全面践行“不停电就是最好服务”的承诺。
“立足实验研究，实现成果落地，建设优质工程，始终是我们不变的追求和宗旨。”该院首席专家孙树敏说，“我们坚信科研之路无止境，在分布式发电及微电网研究方面我们将永攀高峰，用强劲的技术支撑更多的亮点工程。”
杰出的人才，组成优秀的团队;光辉的足迹，饱含累累的硕果。2014年，分布式电源和微电网逐渐被业内关注，该院分布式发电及微电网实验室应运而生。该实验室经过多年的攻坚克难，潜心钻研，形成了以国网首席专家孙树敏为学术带头人的科研创新团队。
该院团队始终在攀登微电网技术的“珠峰”，致力于技术的引领示范。下一步，团队计划聚焦极高渗透率分布式光伏消纳及运行控制技术，攻关千万千瓦级分布式光伏广域协同调控技术，同时推进微电网群国际标准体系建设，提升公司在广域分布式发电协同互联开发领域的国际影响力。
为了一个方案，日夜兼程是常态;为了一项技术，废寝忘食是常事;为了一个成果，奉献假日是常例。国网山东电科院有着这样一群科研人员，他们拥有一双隐形的翅膀，他们带着梦想起航，对风浪无所畏惧，只为到达成功的彼岸。他们敢为人先，成就了今天，畅想着未来。
