分布式发电与微电网技术专业简介
高职分布式发电与智能微电网技术专业教学标准
高职分布式发电与智能微电网技术专业教学标准一、专业名称分布式发电与智能微电网技术。
二、入学要求普通高级中学毕业、中等职业学校毕业或具备同等学力。
三、基本修业年限三年。
四、职业面向本专业职业面向如表1所示。
本专业培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展的能力，掌握本专业知识和技术技能，面向电力、热力生产和供应业的发电设备安装工、电力供电服务人员以及其他电力、热力、气力、水生产和输配人员等职业群，能够从事分布式发电技术、微电网运行与管理技术、分布式电站运行维护技术等工作的高素质技术技能人才。
六、培养规格本专业毕业生应在素质、知识和能力等方面达到以下要求：（一）素质1.坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，践行社会主义核心价值观，具有深厚的爱国情感和中华民族自豪感。
2.崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识。
3.具有质量意识、环保意识、安全意识、信息素养、工匠精神、创新思维。
4.勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划的意识，有较强的集体意识和团队合作精神。
5.具有健康的体魄、心理和健全的人格，掌握基本运动知识和1~2项运动技能，养成良好的健身与卫生习惯，以及良好的行为习惯。
6.具有一定的审美和人文素养，能够形成1~2项艺术特长或爱好。
（二）知识1.掌握必备的思想政治理论、科学文化基础知识和中华优秀传统文化知识。
2.熟悉与本专业相关的法律法规以及环境保护、安全消防等知识。
3.熟悉电力仪表的使用及检测方法。
4.掌握分布式电站与微电网系统的项目建设技术文件编制知识与方法、项目组织管理知识、施工现场管理知识与方法。
5.掌握分布式电站设备监控管理、状态监测管理、综合自动保护、数据共享、远程监控知识及分布式电站安全运维管理和检修方法。
分布式发电及微电网技术11.26
三、国内外研究和应用现状
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目前国外已建成的微网示范工程
微网 示范 工程
地理 位置
说明
CERTS 试验基地
美国俄亥 俄
480V系统，包括3个60kW MT，有三条馈线，其中两条含有微电源并 能孤网运行。这两条中的一条馈线上带有两个微电源，通过170m电缆 间隔；另一条馈线上带有一个微电源，这样可以进行微电源并行运行 的测试。该系统用于测试微电网各部分的动态特性。
MV/LV 电力 荷兰 公司
连接到400V低压网络的天然气站电网，具有80kW MT，多余电力可送往 10kV中压网，或供当地低压农村电网（3.45-41.5KVA），既可联网运 行也可孤网运行。
用于度假村，共四条380V馈线，每条长约400m。以光伏发电为主，共装 335kW光伏发电单元。既可孤网运行，也可联网运行。主要用于含有 储能系统的微网孤网运行性能的测试。
分布式电源与交流系统的连接
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Байду номын сангаас
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模拟风机
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微型燃
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气轮机
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核 心 技 术与关键设备
核心技术：仿真分析（含微网的分析计算方法）、规划设计 理论（微网的基本构成，根据地域等客观条件的 不同，如何配置电源、负荷等）、计算理论、电 源技术、保护与控制、运行与能量管理、信息与 通信、定制电力、先期评估和后期评价（能源利用 效率、炭排放、可靠性、电能质量）等。
微电网和分布式发电的“前世今生“
微电网和分布式发电的“前世今生”随着经济快速发展，能源分布与供应，消费与环保的矛盾日趋突出。
为保护生态环境，改善雾霾，国家大力倡导发展清洁能源，而伴随着清洁能源开发利用规模的扩大，清洁能源电力并网难却不断显现。
为改善并网的种种弊端，人们已将视角转向微电网技术，使微电网由科研试验向推广应用发展。
从技术层面看，微电网技术已成为分布式发电供电系统集成技术的核心，也是分布式发电大规模工业化应用的关键。
在清洁能源发电比重不断加大的状况下，只有通过分布式发电以微电网接入配电网，才能最大限度发挥分布式发电的效能，因而微电网发展将被寄予厚望。
微电网实质上是个小电网，而分布式发电是基础，但传统大电网是在火电体系下建起来的。
微电网的形成与发展绝不是对大电网的挑战，而是对大电网有益补充，也是实现电网高效、稳定、优质供电的重要环节。
微电网能将分布式发电与配电网连接起来而起到“桥梁”作用，破解可再生能源电力并网难题。
随着微电网技术的成熟，清洁能源发电成本下降，储能产业发展，以及石化能源价格上扬，必将促进微电网快速发展，为分布式发电并网提供支撑。
一、微电网概念及其优越性微电网的基础是分布式发电，实质是个小型电网，由各种分布式电源、储能系统、负荷、监控、保护、计量、通信等组成。
微电网相当于电力系统中的“毛细管”，也是智能电网中新的网络结构单元。
值得一提的是储能系统，它是微电网安全、稳定、可靠供电的基础，即在孤网运行也能保证重要客户的用电需求。
微电网技术的发展与电力电子技术、计算机控制技术和通信技术紧密相关，微电网的兴起让人们仿佛看到了有效化解清洁能源电力并网的希望，从而推动清洁能源发电的快速发展，具有鲜明的技术革命特征。
微电网具有灵活的运行方式和可调度的性能，既可接入配电网运行，也可作为独立电网运行。
通过相关控制装置对两种运行方式进行切换，使之达到协调配合，提高供电可靠性。
对配电网而言，微电网是个可控、可调度的负荷，使电力调度人员不再直面各个分布式电源，而是通过微电网对分布式电源进行有效控制和管理。
分布式发电与微电网技术
分布式发电与微电网技术一、分布式发电分布式发电技术是充分开发和利用可再生能源的理想发生，它具有投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点，可以对未来大电网提供有力补充和有效支撑，是未来电力系统的重要发展趋势之一。
（一）分布式发电的基本概念分布式发电目前尚未有统一定义，一般认为，分布式发电（Distributed Generation, DG）指为满足终端用户的特殊要求、接在用户侧附近大的小型发电系统。
分布式电源（Distributed Resource, DG）指分布式发电与储能装置（Energy Storage，ES）的联合系统（DR=DG+ES）。
它们规模一般不大，通常为几十千瓦至几十兆瓦，所用的能源包括天然气（含煤气层、沼气）、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源；而储能装置主要为蓄电池，还可能采用超级电容、飞轮储能等。
此外，为了提高能源的利用效率，同时降低成本往往采用冷、热、电联供（Combined Cooling、Heat and Power, CCHP）的方式或热电联产（Combined Heat and Power, CHP 或Co-generation）的方式。
因此，国内外也常常将冷、热、电等各种能源一起供应的系统称为分布式能源（Distributed Energy Resource, DER）系统，而将包含分布式能源在内是电力系统称为分布式能源电力系统。
由于能够大幅提高能源利用效率、节能、多样化地利用各种清洁和可再生能源。
未来分布式能源系统是应用将会越来越广泛。
分布式发电直接接入配电系统（380V或10kV配电系统，一般低于66kV电压等级）并网运行较为多见，但也有直接向负荷供电而不与电力系统相联，形成独立供电系统（Stand-alone System），或形成所谓的孤岛运行方式（Islanding Operation Mode）。
采用并网方式运行，一般不需要储能系统，但采取独立（无电网孤岛）运行方式时，为保持小型供电系统的频率和电压稳定，储能系统往往是必不可少的。
分布式发电及微电网技术
课程简介
主要内容
分布式发电与微电网简介 分布式电源--风力发电 分布式电源--太阳能光伏发电 分布式电源--燃气轮机发电 微电网的运行与控制 分布式发电对配电系统的影响
分布式发电与微电网简介
分布式发电的概念
分布式发电的概念 一般指发电容量较小(几十千瓦至一百兆瓦之间) 、 与配电网连接、分散在负载附近的发电形式。 在许多国家分布式发电一般不经规划或中央调度。 与远距离输电和大电网互联的电力系统相区别， 称之为分布式发电。
微电网的定义
美国 能源部给出的定义: 微电网由分布式电源和电力负荷构成,可以工作在并 网与独立两种模式下,具有高度的可靠性和稳定性。
电力可靠性技术解决方案协会给出的定义: 微电网是由负荷和微型电源共同组成的系统,它可同 时提供电能和热能;微电网内部的电源主要由电力电子器 件负责能量的转换,并提供必需的控制;微电网相对于外部 大电网表现为单一的受控单元,并同时满足用户对电能质 量供电安全等要求。
有助于防止大面积停电，增强电网抵御自然灾害的能力。
分布式电源的技术类型
分布式电源包括 小型燃汽轮机 微型燃汽轮机 燃料电池 太阳能光伏电池发电 地热发电等
分布式电源的技术类型
几种常见的分布式电源
分布式电源的技术类型
燃料电池（Fuel Cell)
分布式电源的技术类型
塔式太阳能热发电系统
分布式电源的技术类型
潮汐发电（Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
潮汐发电（Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
潮汐发电（Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
电力系统中的分布式发电与微电网技术
电力系统中的分布式发电与微电网技术在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，电力系统中的分布式发电与微电网技术正逐渐成为能源领域的热门话题。
这两项技术的发展和应用，为解决能源供应的可靠性、可持续性以及能源效率等问题提供了新的思路和方法。
分布式发电，简单来说，就是将小型的发电装置分散地布置在用户附近，实现就地发电、就地使用。
这些发电装置可以包括太阳能光伏发电、风力发电、小型燃气轮机发电等多种形式。
与传统的集中式发电方式相比，分布式发电具有许多显著的优点。
首先，分布式发电能够有效地减少输电过程中的能量损耗。
由于发电设备靠近用户，电能传输的距离大大缩短，从而降低了线路电阻带来的能量损失。
这不仅提高了能源的利用效率，还降低了对输电线路的投资和维护成本。
其次，分布式发电能够提高电力系统的可靠性和稳定性。
在传统的集中式供电模式中，如果大型发电厂出现故障或者输电线路受到破坏，可能会导致大面积停电。
而分布式发电系统分布广泛，即使部分发电设备出现问题，也不会对整个电力系统造成太大的影响。
此外，分布式发电还可以作为备用电源，在紧急情况下为重要用户提供电力保障。
再者，分布式发电有利于促进可再生能源的利用。
太阳能、风能等可再生能源具有分布广泛、清洁环保的特点，但由于其能量密度较低、间歇性强等原因，在大规模集中式开发中面临诸多困难。
而分布式发电模式可以充分利用这些可再生能源的分散性和随机性，实现就地开发、就地消纳，为可再生能源的广泛应用创造了条件。
然而，分布式发电也存在一些问题和挑战。
由于分布式电源的容量较小、输出功率不稳定，其接入电网可能会对电力系统的电能质量、电压稳定性等方面产生不利影响。
此外，分布式发电的管理和调度也相对复杂，需要建立有效的协调控制机制，以确保其与电网的安全稳定运行。
为了更好地整合和管理分布式发电资源，微电网技术应运而生。
微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷等组成的一个小型发配电系统，它既可以与外部电网并网运行，也可以独立运行。
分布式电源与微电网
微电网结构示意图
智能微电网模拟系统图
微网的控制结构：（分为三层）
微电网能量管理系统各模块间关系
某风电场监测
振动信号
定子、转子电压、电流动态同步信号 振动信号
配网设备、线路、变电站局放、 温度、外观等
覆冰、腐蚀、外 观、场景 图像
发展及应用情况
国外发展情况： 美国：
美国是最早提出了微电网概念的国家，在世界微电网的研究和实践中居 于领先地位，拥有全球最多的微电网示范工程。美国微电网示范工程地域分 布广泛、投资主体多元、结构组成多样、应用场景丰富，主要用于集成可再 生分布式能源、提高供电可靠性及作为一个可控单元为电网提供支持服务。
北京延庆智能微电网； 西安世园会智能电网展示项目
发展及应用情况
上海、北京、广州等大城市，10多年前就尝试分布式供电，已有成功 范例。
2005年，我国首个分布式电力技术集成工程中心落户广州，标志着我 国分布式供电技术进入实质性发展阶段。
冷热电三联供技术应用最广泛，发展前景较好，我国大部分地区的住 宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂等，都有供电、供暖及制冷需 求，而且很多地方配有自备发电设备，这些都为冷热电三联供提供了 市场。
冷热电三联供 CCHP（Combined Cooling, Heating and Power）
分布式系统的储能
由于自然资源的特性，可再生能源用于发电时其功率输出具有明显的 间歇性和波动性，其变化甚是可能是随机的，容易对电网产生冲击， 严重时会引发电网事故。 为充分利用可再生能源并保障其供电可靠性，就要对这种难以准确预 测的能量变化进行及时的控制和抑制。 储能装置，就是用来解决这一问题。
分布式发电与微电网技术
分布式发电与微电网技术姓名：学号：1. 对分布式发电技术和微电网的概括分布式发电技术指某些与用户侧安装相靠近的中小型发电装置，该技术可直接接入配电网络，与公共电网共同供给电能，亦可以独立于公共电网，直接供给电能。
现阶段分布式发电技术比较常用的有：生物质能发电系统、风力发电系统、太阳能光伏电池发电系统、燃料电池发电系统、以微燃机、内燃机及燃气轮机等为核心的发电系统。
此外，储能技术也在分布式发电中得到应用，且超导储能、高密度电容储能、飞轮储能技术的发展速度也相当的快。
分布式发电的优越性主要包括：节能性、环保性、可靠性、灵活性、能源多样化、效率高等，且电力市场化也推动了分布式发电技术的广泛应用。
分布式发电技术主要被应用于：住宅小区、企事业单位（学校、疗养院、医院等）等。
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。
2. 光伏系统最大功率跟踪控制的仿真研究2.1 光伏电池建模与仿真分析光伏电池是利用光生伏特效应（Photovoltaic Effect，简称光伏效应）将光能转变为电能的器件，光伏效应就是当光伏电池受到外界光照时，其内部的电荷发生运动而产生电流和电动势的一种效应。
通过光伏电池组件将外界太阳辐射的能量转换成电能的系统称为光伏发电系统。
目前，光伏发电工程上广泛采用的光电转换器件主要是硅光伏电池，已开始大规模产业化生产。
2.1.1 光伏电池特性硅太阳能电池的特性可用一个等效电路来描述：图 1 太阳能电池等效电路根据图1中电压与电流的参考方向，得出普遍使用的太阳能电池通用模型：()exp 1s s p ph p rs p s sh V IR V IR q I n I n I n kTA n R ⎧⎫+⎡⎤+⎪⎪=---⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭ （１） 由于实际当中，太阳能并联电阻sh R 的实际值很大，s R 的实际值很小，故有：V exp 1p ph p rs s q I n I n I kTA n ⎧⎫⎡⎤⎪⎪=--⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭（2） ()1100ph sc r S I I k T T =+-⎡⎤⎣⎦ （3） 311exp G rs rr r r qE T I I T kTA T T ⎛⎫⎡⎤⎡⎤=- ⎪⎢⎥⎢⎥ ⎪⎣⎦⎣⎦⎝⎭ （4） 式中：,I V ———太阳能电池的输出电流、电压（单位：A ，V ）； ,s p n n ———为光伏阵列串列和并联的电池个数；ph I ———为太阳能电池光生电流，单位为(A)；sc I ———为短路电流，单位为(A)；q ———为电子电量（1.6×19-10C ）； k ———为 波 尔 兹 曼 常 数 （1.38×23-10J/K ）； A ———k 为无纲量任意曲线的拟合常数，取值在1~5之间；T ———为太阳能电池绝对温度（单位：K ）； r T ———为太阳能电池参考温度（单位：K ）；rs I ———为太阳能电池阵列反向饱和电流（单位：A ）；rr I ———为二极管反向饱和电流（单位：A ）；G E ———为硅的禁带宽度；1k ———为短路电流温度系数；S ———为光照强度（单位：2W/m ）2.1.2 光伏电池的工程用数学模型的建立由于现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高，方法不够简化，容易出错的缺点，基于硅太阳能电池的理论数学模型，本文提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型。
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分布式发电与微电网技术专业简介
专业代码530112
专业名称分布式发电与微电网技术
基本修业年限三年
培养目标
本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握太阳能、风能、生物质能等多种分布式能源发电基本知识，具备分布式发电系统和微电网的系统容量设计、设备选型、安装调试和运行维护能力，从事分布式能源系统关键设备的制造、分布式发电系统的设计、施工、运行等工作的高素质技术技能人才。
就业面向
主要面向电力、能源、供电和电力设备制造企业，在制造设计、施工及管理等岗位群，从事分布式能源系统关键设备的制造、分布式发电系统的设计、施工和运行管理等工作。
主要职业能力
1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力；
2.具备对分布式发电系统的运行维护能力；
3.掌握多种分布式能源的发电技术，具备分布式发电系统的设计能力；
4.掌握分布式电源的并网技术，具备分布式发电系统的安装调试能力；
5.掌握微电网的结构、控制原理和方法；
6.了解国内外电力市场的概况和发展趋势。
核心课程与实习实训
1.核心课程
电工技术基础、电子技术基础、电气控制与 PLC 应用技术、电力电子技术、光伏发电技术、风力发电技术、微电网技术等。
2.实习实训
在校内进行电工基础、智能电源综合、电气绘图与电子 CAD、电气控制综合、光伏发电系统的安装与调试综合、风力发电系统的安装与调试、微电网技术综合等实训。
在发电、供配电企业进行实习。
职业资格证书举例
维修电工电气值班员电网调度自动化运维员
衔接中职专业举例
风电场机电设备运行与维护太阳能与沼气技术利用发电厂及变电站电气设备供用电技术
接续本科专业举例
电气工程及其自动化自动化新能源科学与工程电气工程与智能控制智能电网信息工程。