微电网系统介绍-2016.5.9
微电网是什么_微电网的概念及技术特点
微电网是什么_微电网的概念及技术特点微电网的概念微电网（Micro-Grid）也称为微网，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。
微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。
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。
微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。
它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。
由于环境保护和能源枯竭的双重压力，迫使我们大力发展清洁的可再生能源。
高效分布式能源工业（热电联供）的发展潜力和利益空间巨大。
提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。
通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而仅采用常规的量测装置，量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。
采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制，微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。
微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。
微电网的特点微电网系统结构图微电网系统由于包含有数量众多、特性各异的多种分布式电源而成为一个大规模、非线性、多约束和多时间的多维度复杂系统，具有复杂性、非线性、适应性、开放性、空间层次性、组织性和自组织性、动态演化性等复杂系统特征，属于一类变量众多、运行机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统。
光伏发电的微电网系统研究
光伏发电的微电网系统研究一、光伏发电的微电网系统概述微电网是指由分布式能源、负荷和能量存储设备组成的小型电网系统，可以独立运行，也可以与主电网相连。
光伏发电的微电网系统就是利用光伏发电系统作为主要的电力来源，结合储能设备和传统电力系统组成的微电网系统。
光伏发电系统将太阳辐射能转换为电能，通过逆变器将直流电转换为交流电，然后供给微电网系统或输送到主电网。
光伏发电的微电网系统具有以下特点：光伏发电系统无污染、无噪音，是绿色环保的电力来源；光伏发电系统与微电网系统结合能够提高电网的可靠性和稳定性，增加电力供应的灵活性；利用储能设备可以解决光伏发电系统的间歇性和不稳定性问题，保证微电网系统的供电质量。
光伏发电的微电网系统在城市、乡村和岛屿等区域都有着广阔的应用前景。
二、光伏发电的微电网系统关键技术1. 光伏发电技术光伏发电技术是光伏发电的核心技术，目前主要有单晶硅、多晶硅和薄膜光伏等技术。
单晶硅和多晶硅光伏具有高转换效率和稳定性，适合于大规模应用；薄膜光伏具有柔性、轻盈和透明等特点，适合于建筑一体化应用。
在微电网系统中，选择合适的光伏发电技术对于系统的性能和经济性至关重要。
2. 储能技术储能技术是微电网系统中的关键技术之一，可以解决光伏发电系统的间歇性和不稳定性问题。
目前主要的储能技术包括电池、超级电容和储热等技术。
电池储能技术具有高效、长寿命和环保等特点，适合于微电网系统的应用；超级电容具有快速充放电、高效率和无污染等特点，适合于辅助调节和瞬态响应；储热技术则可以将多余的光伏发电热能转化为热储能，用于供暖和热水等方面。
选择合适的储能技术可以提高微电网系统的自给自足能力和供电质量。
3. 电力调度技术电力调度技术是微电网系统中的智能管理技术，可以通过对光伏发电系统、储能设备和负荷的协调调节，实现光伏发电的合理利用和电力供给的智能化管理。
电力调度技术可以根据光伏发电系统的实时发电情况和负荷需求情况，合理调度储能设备的充放电，保证微电网系统的供电质量和经济性。
微电网监控系统
微电网监控系统第一点：微电网监控系统的概述微电网监控系统是一种新型的能源管理系统，它以微电网为管理对象，通过监控、控制、保护和优化等功能，实现对微电网的高效管理和运行。
微电网是由分布式电源、储能设备、负荷和能量管理系统等组成的，它既可以与传统电网并网运行，也可以独立运行。
微电网监控系统的主要作用是对微电网的各种设备和运行状态进行实时监控，确保微电网的安全稳定运行。
微电网监控系统的主要组成部分包括：数据采集与传输系统、数据处理与分析系统、控制与保护系统、人机交互界面等。
数据采集与传输系统负责实时采集微电网各种设备的运行数据和环境数据，并通过有线或无线的方式进行传输。
数据处理与分析系统对采集到的数据进行处理和分析，提取有用的信息，为控制与保护系统提供依据。
控制与保护系统根据数据处理与分析系统的结果，对微电网进行实时控制和保护，确保微电网的安全稳定运行。
人机交互界面则提供了微电网监控系统与操作人员之间的交互，操作人员可以通过人机交互界面实时查看微电网的运行状态，并进行相应的操作。
微电网监控系统具有以下几个特点：首先，它具有高度的集成性，可以对微电网的各种设备和运行状态进行全面监控。
其次，它具有高度的智能化，可以通过数据处理与分析系统，对采集到的数据进行智能分析，提取有用的信息。
再次，它具有高度的自动化，可以通过控制与保护系统，对微电网进行实时控制和保护，实现微电网的自动化运行。
最后，它具有高度的可扩展性，可以根据微电网的发展和需求，进行相应的功能扩展和升级。
第二点：微电网监控系统的应用微电网监控系统的应用非常广泛，它可以应用于各种场合，如商业建筑、居住小区、工厂、岛屿、偏远地区等。
在这些场合，微电网监控系统可以实现对微电网的高效管理和运行，提高能源利用效率，减少能源浪费，降低能源成本，同时也可以提高电力供应的稳定性和可靠性，减少停电事故的发生。
在商业建筑中，微电网监控系统可以实现对商业建筑的各种设备和运行状态进行实时监控，如空调、照明、电梯等，从而实现对商业建筑的能源管理和节能控制。
微电网的系统运行与管理
微电网的系统运行与管理现代社会对能源的需求越来越大，然而传统的能源供应方式却面临着许多问题，如供应不稳定、传输损耗大等。
为了解决这些问题，微电网作为一种新型能源供应方式应运而生。
微电网是由多个独立的能源系统组成，具有自主性和互联互通的特点。
它能够更加灵活地管理和分配能源，提高能源利用率和供应稳定性。
本文将从微电网的概念和组成、系统运行和管理以及未来发展等方面进行论述。
一、微电网的概念和组成微电网是指由分布式能源和其他电力设备组成的、具有清洁、高效和可再生特性的电力系统。
它由多个独立的发电单元、能源存储装置和负载设备组成，通过智能控制系统进行管理和运行。
微电网可以根据实际需求调整能源供应，实现能源的高效利用和稳定供应。
微电网的组成主要包括发电设备、能源存储设备和能源管理系统。
发电设备可以采用太阳能光伏、风能发电和小型水电等清洁能源形式，通过转化能源产生电能。
能源存储设备包括蓄电池和超级电容器等，用于储存和调节能源供应。
能源管理系统是微电网的核心部分，通过智能控制算法实现对各种能源设备的管理和分配，确保微电网的可靠运行。
二、微电网的系统运行微电网的运行方式与传统电网有所不同。
传统电网是集中化的能源供应方式，有一条主线路供电给所有用户，而微电网则是分散化的能源供应方式，每个用户都可以成为能源的生产者和消费者。
在微电网中，各个发电单元通过智能控制系统实现联网运行。
当某个发电单元发电能力不足时，其他发电单元可以通过联网共享多余的电能，确保供电的连续性。
此外，微电网还可以根据用户需求进行能源调度，对不同负载设备进行优化分配，提高供电效率和经济性。
在微电网系统运行过程中，需要通过监测系统对各个设备的状态进行实时监控。
当出现设备故障或供电不稳定等情况时，需要及时进行故障诊断和决策，确保微电网的正常运行。
同时，微电网还需要建立完善的能源交易和结算机制，实现能源的市场化运营和价值最大化。
三、微电网的管理微电网的管理是保障其正常运行和优化能源利用的关键。
微电网能量管理系统概述
微电网能量管理系统概述一、微电网能量组成微电网是近年来出现的一种新型能源网络化供应与管理技术的简称，它能够利地将可再生能源和清洁能源系统的接入，实现需求侧管理以及现有能源的最大化利用。
微电网将发电子系统、储能系统及负荷相结合,通过相关控制装置间的配合,可以同时向用户提供电能和热能,并能够适时有效地支撑大电网,起到消峰填谷的作用。
所以微电网概念一经提出,就引起世界能源专家和电力工业界的广泛重视,世界很多国家都加强了相关基础科学研究的力度,对微电网的认识随着研究的进行在不断地具体化、深入化和系统化。
而微电网对于解决我国现有大电网运行中凸显的问题,以及能源危机等相关问题,无疑是提供了一个好的解决途径。
1.1 风能风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。
空气流具有的动能称风能。
空气流速越高，动能越大。
人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。
到2008 年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。
风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005 年之间已经成长了四倍以上。
风能优点：1.风能为洁净的能量来源。
2.风力发电是可再生能源，很环保。
3.风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。
4.风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。
风能缺点：1.风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。
2.进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。
3.在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。
1.2 光伏光伏是太阳能光伏发电系统的简称。
是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
微电网系统
微电网系统目录1.微电网系统概述1.1 微电网系统微电网系统是一种新型网络结构，是由分布式电源、负载、储能系统和控制装置构成的系统单元。
微电网系统是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
微电网系统是相对传统大电网系统的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过开关连接至常规大电网。
微电网系统中的核心装备即分布式电源以及储能系统，包括光伏并网逆变器、风力并网逆变器、柴油机、PCS以及BMS等。
1.1.1 光伏并网逆变器①光伏并网逆变器的发展概况光伏并网逆变器的发展源来已久，如今已经发展的十分成熟，其作用在于将PV组件产生的直流电转换为与电网同频同相的交流电，在传统的光伏发电系统有着广泛的应用。
近年来，随着微电网系统的快速发展，并网逆变器又被赋予了一种新的定义：分布式光伏电源。
它可以作为微电网系统的主电源，成为整个微网系统最核心的技术之一，又由于其电源性质的特殊性（电流源），它又可作为微网系统的补充电源。
②光伏并网逆变器的类型划分并网逆变器的拓扑结构纷繁复杂，一般分为半桥、全桥、两电平、多电平，以及单级式、双级式等类型，按照控制方式亦可分为SPWM控制型、SVPWM 控制型、CSPWM控制型等，按照电气隔离类型又可分为隔离型与非隔离型。
③三相光伏并网逆变器运行原理介绍图1三相并网逆变器控制框图图1所示为单级式非隔离三相并网逆变器的主电路拓扑及控制算法，本文所搭建的三相三电平并网逆变器的主电路及控制拓扑结构图如图1所示，由MPPT算法计算出最大功率点时的PV电压，然后控制系统使PV组件的电压维持在该电压处以保证系统能够输出最大功率（电压外环）。
并网电流经过dq 坐标变换后转变为Id与Iq分量，图1中Iq*即为有功功率轴的电流给定值，Id*即为无功功率轴的电流给定值，改变Iq*与Id*的值即可改变逆变器的输出有功功率与无功功率，而Iq*由电压外环产生，Id*由人为给定。
微电网概述
微电网从系统观点看问题,将发电机、负荷、储能装置及控制装置等相结合,
形成一个单一可控的单元,同时向用户供给电能和热能。
微电网中的电源多为微
电源,亦即含有电力电子界面的小型机组,包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏
电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等储能装置[1-2]。
它们接在用户侧,具有低成本、低电压、低污染等特点。
微电网既可与大电网联网运行,也可在电网故障或需要
时与主网断开单独运行。
微电网还可以作为一个可定制的电源,以满足用户多样
化的需求,例如,增强局部供电可靠性,降低馈电损耗,支持当地电压,通过利
用废热提高效率,提供电压下陷的校正,或作为不可中断电源。
在接入问题上,
微电网的入网标准只针对微电网与大电网的公共连接点,而不针对各个具体的
微电源。
微电网不仅解决了分布式电源的大规模接人问题,充分发挥了分布式电
源的各项优势,还为用户带来了其他多方面的效益。
不论是从环保的角度考虑开发、利用可再生能源，还是从我国大区电网互连、
“西电东送”的大环境下考虑提高供电可靠性，研究微电网作为现有骨干电网的
一个必要、有益的补充，具有积极的意义。
其中，对能量管理系统和协调控制技
术的研究是发展微电网的关键性问题之一。
微电网
微电网微电网（Micro-Grid）也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。
微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。
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，是传统电网向智能电网过渡。
中国发展国外对于微电网的研究起步较早，在关键技术方面已取得一些突破，并在小规模微电网中得到验证。
其中美国、欧洲、日本及加拿大等建设了一批示范工程，为微电网的发展提供了一些经验借鉴，成为微电网领域领先国家。
国外正在推动微电网向更高电压等级、更大容量发展。
据《2013-2017年中国微电网行业深度调研与可行性分析报告》显示，国内微电网研究处于起步探索阶段，国家电网公司是微电网技术研究的主要机构。
2011 年8 月，国网电科院微电网技术体系研究项目通过验收。
该项目首次提出了我国微电网技术体系，涵盖微电网核心技术框架、电网应对微电网的策略、技术标准和政策等，制定了我国微电网发展线路和技术路线图，对我国微电网不同发展阶段提出了积极的意见和建议。
河北、天津、河南、浙江、珠海等地已经在进行微电网示范项目的研究及建设。
其中，珠海东澳岛微电网项目的建成，解决了岛上长期以来的缺电现象，最大程度地利用海岛上丰富的太阳光和风力资源，最小程度地利用柴油发电，提供绿色电力。
随着整个微电网系统的运行，东澳岛可再生能源发电比例从30%上升到70%。
微电网行业研究小组分析认为，微电网是大电网的有力补充，是智能电网领域的重要组成部分，在工商业区域、城市片区及偏远地区有广泛的应用前景。
随着微电网关键技术研发进度加快，预计微电网将进入快速发展期。
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2、微电网的构成 分布式电源
• 可再生能源：光伏、风电、潮汐等
• 燃气发电机：燃气轮机、微燃机等
• 内燃机：柴油机 • 化学储能：铅酸、铅碳、锂电、钠硫矾液流
储能
• 电磁储能：超级电容、超导磁储能 • 机械储能：飞轮、压缩空气、抽水蓄能 • 热储能：低温储能、高温储能
负荷
• 工业、商业、居民各类负荷
400
200
0
-200
-400
200
300
400
500Biblioteka 600700800
900
1000
1100
电量型应用：削峰填谷
功率应用：平抑波动
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（3）经济性好
错峰生产。配合阶梯电价和电力市场，把负荷尽量移到电价低的时段。
主动配电。在电网有需要的时候，向电网提供电能返送。
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（4）安全性高
孤岛供电。当电网发生故障时，并网运行方式自动转化成孤岛运行方式， 保证重要负荷的供电。 提高电能质量，储能和控制系统能提高用户的电能质量。
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（2）高效用能
电网、分布式电源、储能、负荷各个单元间具备交互能力，各自可控，按 不同的运行目的，达到最优的运行结果 负荷及发电的匹配曲线
400 300 200 100 0 -100 -200 -300 -400 0 100 200 300 400 500 600 700 800
负载波动下电流、电压曲线
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4、市场前景
微电网最大的特点是其既可以并入大电网，又可以作为独立电网运 行，可以有效提高电网的抗灾害打击能力，保证网内电力供应的安全性。
也可有效实现电力供应和消费的优质匹配，优化电力资源网内分配。能充
分有效地解决风、光等分布式能源的并网等问题。
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二、典型方案
（1）海南某驻地岛在完全没有大电网的情况下，建设一个含风、光、 柴、储一体的孤岛型微电网系统。
微电网系统介绍
唐挺 2016.5
1
微电网概述
典型方案
2
一、微电网概述
1、微电网的定义 2、微电网的构成 3、微电网的价值 4、市场前景
3
1、微电网的定义
微电网是由相互关联的负荷和分布式能源（包括微燃机、柴油机、储 能、可再生能源等在内的各类分布式能源）组成，运行在可定义电气边界
的配电网范围，具备黑启动能力且可以运行在并网或则孤岛模式。 ——摘自IEC微电网国际标准（FD版本）
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（2）某经济技术开发区智能微电网项目，包括2.1MW屋顶光伏、
2.5MWh储能、小风电示范、电动汽车示范、智能用电、园区高速通
信、微网控制及能量管理系统等。
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• 能源控制系统（暂态稳控、动态稳控、能源管理）
控制系统
• 监视控制系统 • 新型继电保护
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3、微电网的价值
7
（1）提高可再生能源接入比例
提高新能源百分比
0.35
31%
0.3
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
15%
9%
并网
离网
完全孤岛
通过微网控制系统，提高可再生能源接入微网的比例，更多消纳可再生能源。
Group of interconnected loads and distributed energy resources (including microturbines, disel turbines, storage energy, renewable resources and so on, and all kinds of distributed energy resources) at distribution level with defined electrical boundaries that has black start capacity and can operate in island mode and/or grid-connected mode.