NEDO与住友电气工业于2022年1月27日发表联合声明，宣告在美国加利福尼亚州的一项微电网项目成功实装和运营。这一电网涵盖66户家庭，将在停电的情况下为其供给电力。它拥有一个大型固定式氧化还原液流电池（RF电池），能同时在正常和应急模式下运行。

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微电网和氧化还原电池的定义

微电网(Micro-Grid)，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决各种各样复杂的分布式电源并网问题。通过开发和延伸微电网，能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。

每个国家对微电网都有自己的定义，例如美国CERTS规定，微电网是一种负荷和微电源的集合。该微电源在一个系统中同时提供电力和热力的方式运行，这需要灵活性电力电子型的微电源，来确保一个集成系统运行。因其控制的灵活性，微电网能作为大电力系统的一个受控单元，以适应当地负荷对可靠性和安全性的要求。而日本则认为微电网是指在一定区域内利用可控的分布式电源，根据用户需求提供电能的小型系统。例如三菱公司认为，微电网是一种包含电源和热能设备以及负荷的小型可控系统，对外表现为一整体单元并可以并入主电网运行;并且将以传统电源供电的独立电力系统也归入为微电网研究范畴，大大扩展了CERTS(美国电力可靠性技术解决方案协会)对微电网的定义范围。


氧化还原液流电池，也可称为电化学液流电池，是于1974年提出的一种电化学储能技术。它是一种新型的大型电化学储能装置，氧化还原液流电池和较小程度的混合液流电池具有布局灵活(由于功率和能量成分分离)的优点，循环寿命长，反应快，灵活充电且安全性能良好。与诸如锂离子，RFB和ARFB的固态可充电电池相比，可以在更高的电流和功率密度下工作。这些技术优点使氧化还原液流电池成为大规模储能的理想选择。

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项目背景和运行原理

美国加利福尼亚州通过了SB100法案，旨在到2045年100%的电力来自不排放温室气体的能源，并提倡使用储能设施作为解决大量引入可再生能源导致的电力质量下降问题。近年来，该州为了应对森林火灾和高温天气下空调负荷的激增，紧急停电和轮番停电已成常态。对此，调度中心和其他消费者自发采取防止停电的措施，如只将蓄电池的电并入至特定配电盘（关键负荷配电盘）相连的电路。但要防止更广泛的停电，还需要采取措施并加强电力系统的复原能力。

在此背景下，NEDO委托住友电气工业株式会社从2015年9月起在加利福尼亚州的圣地亚哥开始对长寿命、大规模固定式氧化还原液流电池进行测试。目前的演示将使用氧化还原液流电池构建一个微电网，作为实际配电网络的一部分，并于2021年10月开始，作为应对自然灾害和计划或轮流停电的对策实地使用。

该微电网的设计是为了在停电的情况下向66户家庭供电。该项目计划一个容量为8MWh的氧化还原液流电池的部分配电网与商业电网断开，形成一个以电池为独立电源的微电网。尽管微电网中的电力需求和太阳能发电的输出能力处于持续波动状态，但电池能够通过充放电以维持供需平衡，从而稳定配电线路的电压和频率。


它还被证实，从并网状态到微电网的过渡在“黑启动”过渡和无缝过渡中都是稳定的，前者是在停电期间启动蓄电池，后者是消费者感觉不到停电。这是日本和美国首次在实际的配电网络中使用储能电池作为电源来建造和运行微电网，以应对停电。

此外，包括这次试验在内的一系列举措，也验证了氧化还原液流电池的性能。在四年的运行过程中，即使在0%至100%的全SOC（充电状态）范围内运行，射频电池没有显示出明显的容量损失。因此预计即使在运行20年后，也能保持其额定容量。该公司还验证了该系统的高可靠性，在大约四年的实验期内，该系统在持续在高运行率（99%）的状态下运行，尚未发现任何重大故障。

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行业前景

NEDO和住友电气工业表示，此次试验的成果，未来将会运用于低电气化程度地区，来帮助建设太阳能和风能发电设施用微型电网，以及为资源匮乏，能源依赖进口的岛屿地区供应100%的可再生能源电力。

作为一个可以实现自我控制、保护和管理的自治电力系统，微电网能独自实现功率平衡控制，优化系统运行，检测故障，保护和治理电池质量。它既可以与外部电网运行，也可以孤立运行。它将分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。此次日美联合的微电网试验成功，也为国内微电网研究带来了许多优秀经验。

着眼于全球，微电网虽还处于实验和示范阶段，但市场规模稳步成长。但相关行业人员也指出，目前中国国内微电网的建设，一是缺乏统一、规范的微电网体系技术标准和规范。二是微电网对电力电子技术的需求很高，需要研究并研制一些新型的电力电子设备，且由于国内微电网的保护控制技术尚不成熟，投资及维护成本高。尽管如此，在当下世界范围的能源和环境困局以及电力安全需求度高的大环境下未来5到10年，微电网的市场规模、地区分布和应用场所分布都将会发生显著变化。

另一方面，国家能源局不断推进微电网示范工程，各级政府已经出台了一些支持性政策，自下而上推动力越来越显著，微电网在国内的市场将非常广阔。因此，对于企业而言，只有加大科技力度创新，才能在微电网的浪潮中找到自身的立足地。 

原标题：活用氧化还原电池，日美首次成功实装微电网