微网国内外研究进展介绍
微电网技术研究现状与发展前景概述
微电网技术研究现状与发展前景概述为了推广中小型清洁能源的应用，微电网技术的研究与开发得到了高度重视。
文章简要介绍了微电网概念产生的背景和意义，从结构设计、运行与控制策略、安全机制与经济运营等三个方面总结了国内外微电网研究的最新进展。
并结合新时期智能电网建设的特点，分析和阐述了微电网技术的发展前景。
标签：微电网技术；分布式发电；可持续发展微电网（Micro-Grid）通常也译作微网，是一种集合了微电源、负荷、储能系统和控制装置等的新兴网络结构。
相比于传统的大电网建设来说，微电网是一个能够实现自我保护、控制、管理的自治系统，而且除了孤立运行，还能够实现和外部网络的连接。
其主要的特点是通过多个分布式电源以及对应的负载按照一定的网络拓扑方法构建的新型网络，并且借助于静态开关实现和传统电网进行连接，因此微电网的开发以及延伸技术能够促进分布式电源以及可再生能源的大规模组网，能够实现多种能源形势的供给组织可靠性以及稳定性的提高，是当前最为有效的主动式配电网方式，同时也是传统电网向智能电网过度的重要技术。
为此我们详细分析了其研究的现状以及未来的发展形势。
1 微电网技术的基本特征微电网技术有着广阔的市场前景，欧美等发达国家均已经开展了相关的技术研究而且已经在概念验证、方案控制、运行特性等方面取得较好的突破。
近两年随着智能电网建设的推进，我国也开始了相关的研究，截止到2014年底，我国已经开展的微电网示范工程30个，涉及的类型广泛。
从目前来看微电网有着几个重要的基本特征：微型，微电网电压等级一般较低（多数为10kV以下），系统规模通常在兆瓦级以下；清洁，微电网多以风能、太阳能等清洁能源为主要的内部能源，或者是围绕清洁能源利用；自治，能够通过内部电源实现全部或者部分自治；友好，可以缓解大规模分布式电源接入给电网的冲击和影响。
2 微电网的运行与控制策略就运行特性来看微电网与传统电网有着明显的区别，微电网运行控制的核心就是如何协调其内部的逆变电源。
微电网国内外研究现状综述
微电网国内外研究水平综述微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段，所以分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。
随着电网中分布式发电系统数量的日益增多，尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛，随着世界科技的不断进步，当今电网的负荷越来越大，随之而来的是问题不断的增多。
解决当今电力系统中存在的诸多问题已经成为研究者们头等的问题。
长期以来，电力系统向大机组、大电网、高电压的方向发展。
进入20 世纪80 年代，各种分散布置的、小容量的发电技术又开始引起人们的关注，经过20 多年的发展，分布式发电已成为一股影响电力工业未来面貌的重要力量。
1) 应对全球能源危机的需要。
随着国际油价的不断飙升，能源安全问题日益突出，为了实现可持续发展，人们的目光转向了可再生能源，因此，风力发电、太阳能发电等备受关注，快速发展并开始规模化商业应用，而这些可再生能源的发电大都是小型的、星罗棋布的。
2) 保护环境的需要。
CO2 排放引起的全球气候变暖问题，已引起各国政府的高度重视，并成为当今世界政治的核心议题之一。
为保护环境，世界上工业发达国家纷纷立法，扶持可再生能源发电以及其他清洁发电技术(如热电联产微型燃气轮机) ，有利地推动了DG的发展。
3) 天然气发电技术的发展。
对于天然气发电来说，机组容量并不明显影响机组的效率，并且天然气输送成本远远低于电力的传输，因此比较适合采用有小容量特点的DG。
4) 避免投资风险。
由于难以准确地预测远期的电力需求增长情况，为规避风险，电力公司往往不愿意投资大型的发电厂以及长距离超高压输电线路。
此外，高压线路走廊的选择也比较困难。
这都促使电力公司选择一些投资小、见效快的DG项目来就地解决供电问题。
在国际上，DG 的发展方兴未艾。
在美国，1978 年修改了《公共事业法》，以法律的形式要求各电力公司接受用户的小型能源系统，特别是热电机组并网;2000 年，热电联产装机容量已占总装机容量的7 %，预计到2010 年将占其总装机容量的14 %;2008 年，风力发电装机容量达2500 万kW;太阳能装机容量达87 万kW。
国内外微型电网研究状况
微网相较于传统发电系统的优点
（3）可以减少大发电站的发电备用需求，并通过 缩短发电厂与负荷间的距离，可以降低输电损 耗和因电网升级而增加的投资成本。 （4）对用户来讲，广泛使用微网可以降低电价， 获得最大限度的经济效益。例如，利用峰谷电 价差，峰电期，微网可以向电网输送电能，以 延缓电力紧张，而在电网电力过剩时可直接从 电网低价采购电能。
一、研究背景
微网也被称为分布式能源孤岛系统，将发电机、 负荷、储能装置及控制装置等系统地结合在一起， 形成一个单一可控的单元，同时向用户供给电能 和热能。 微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（小于100kW），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。 微网接在用户侧，具有低成本、低电压、低污染 等特点。
一、研究背景
微网相较于传统发电系统的优点主要有以下4个方 面：
（1）微网解决了大规模分布式电源（DG）的接入问题， 减少单个分布式电源可能给电网造成的影响，实现不同 DG的优势互补，有助于能源优化利用。
（2）微网灵活的运行模式，提高了用户侧的供电可靠性。 用户侧负荷，按重要性程度可分为普通负荷、重要负荷； 当外电网发生较严重的电压闪变及跌落时，可以根据负 荷的重要性等级，通过固态开关将重要负荷隔离起来孤 岛运行，保证局部供电的可靠性。
DC AC 交流 DG
DC DC 直流 DG
DC DC 直流负荷
二、微网联网方式
直流微网的优点：
（a）DG 控制只取决于直流电压，无需考虑各DG之间的同步问题， 微网的DG 较易协同运行，在环流抑制上更具优势； （b）只有与主网连接处需要使用逆变器，系统成本和损耗大大降 低。
直流微网的缺点：
（a）不能用变压器改变电压等级，换流站设备昂贵； （b）换流装置消耗大量无功功率，换流装置运行时在交流或直流 侧会产生谐波电流电压，换流装置几乎没有过载能力; （c）缺乏高压直流开关，直流系统无电流过零点，灭弧困难。
微电网国内外研究现状综述
表2.微电网研究对比 4. 微电网在我国的发展 分布式发电在电力系统中所古的份额还比较小 但是随着电力负荷的 快速增长，电力市场的推行，以及分布式发电技术和电力电子技术的发 展，分布式发电在未来十年内将会有实质性的发展，主要体现在以下几 个方面： a 为城市配电网的工业、商业、企事业以及居民等用户提供电力 主 要发电形式为小型燃气轮机、燃料电池以及太阳能发电等。 b 为农业、山区、牧区以及偏远用户提供电力 主要发电形式为小型 燃气轮机、风力发电、化学能发电以及太阳能发电等。 c 用于能源的综合利用 在城市主要表现在为居民小区、商用楼宇等 提供制冷、供热以及供电等综合的能源解决方案;在农村主要表现在为 住户实现废物处理利用、供气以及供电等生态能源循环体系的建立。 d 利用分布式发电启动快、分布广、发电调节容易等特点，为电力 系统的紧急控制提供后备容量以及事故后的支撑点和启动点，通过分布 式电源与大电网的相互补充、协调 能够有效地提高系统的鲁棒性。 中国尚未提出明确的微电网概念, 但微电网的特点适应中国电力发 展的需求与方向, 在中国有着广阔的发展前景, 具体体现在 a 微电网是中国发展可再生能源的有效形式。“十一五”规划已将 积极推动和鼓励可再生能源的发展作为中国的重点发展战略之一。一方 面 充分利用可再 生能源发电对于中国调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村用 能及边远 区用电、进行生态建设等均具有重要意义另一方面, 中国可再生能源的
表1.三菱公司对微电网的分类
பைடு நூலகம்
从表中可看出, 以传统电源供电的独立电力系统也被归人微电网研 究范畴, 大大扩展了美国CERTS对微电网的定义范围。基于该框架, 目 前日本已在其国内建立了多个微电网工程。此外, 日本学者还提出了灵 活可靠性和智能能量供给系统 FRIENDS-----flexible reliability and intelligent electrical energy delivery system , 其主要思 想是在配电网中加人一些灵活交流输电系统(FACTS)装置, 利用FACTS控 制器快速、灵活的控制性能, 实现对配电网能源结构的优化, 并满足用 户的多种电能质量需求。目前, 日本已将该系统作为其微电网的重要实 现形式之一。 多年来, 新能源利用一直是日本的发展重点。为此, 日本还专门成 立了新能与工业技术发展组织(NEDO)统一协调国内高校、企业与国家重 点实验室对新能源及其应用的研究。NEDO在微电网研究方面已取得了很 多成果。日本对微电网定义的拓宽以及在此基础上所进行的控制、能源 利用等研究, 为小型配电系统及基于传统电源的较大规模独立系统提供 了广阔的发展空间。 3. 微电网在欧洲以及其它各国的发展 电力市场需求、电能安全供给及环保等角度出发, 欧洲于2005年提 出“ 聪明电网”计划, 并在2006年出台该计划的技术实现方略。作为 欧洲2020年及后续的电力发展目标, 该计划指出未来欧洲电网需具备以 下特点 a 灵活性。在适应未来电网变化与挑战的同时,满足用户多样化的 电力需 求。
国内外微电网示范工程总结
国内外微网示范工程 (2)1 美国 (2)（1）威斯康辛麦迪逊分校（University of Wisconsin - Madison） (2)（2）电气可靠性技术解决方案联合会（CERTS） (2)（3）分布式能源技术实验室（DETL） (4)（4）国家可再生能源实验室（NREL） (5)（5）橡树岭国家实验室（ORNL） (6)（6）分布式电源集成测试（DUIT） (7)（7）通用电气（GE） (8)（8）狂河市（Mad river） (9)（9）帕姆代尔市（Palmdale） (10)2 欧洲 (11)（1）西班牙：Labein 联网模式 (11)（2）希腊：Kythnos 孤岛模式 (12)（3）葡萄牙：EDP 转换模式 (13)（4）荷兰：Continuon 孤岛模式及储能 (14)（5）德国：MVV 孤岛模式及储能 (15)（6）意大利：CESI RICERCA 交替结构 (16)（7）马其顿共和国（F.Y.R.O.M）：孤岛模式 (18)（8）丹麦：Bornholm 孤岛模式 (19)（9）德国：Demotec (19)（10）法国：ARMINES (20)（11）希腊：NTUA (21)3 日本 (21)（1）爱知县（Aichi） (21)（2）京都市（Kyoto） (23)（3）八户市（Hachinohe） (25)（4）仙台市（Sendai） (27)（5）清水建设公司（Shimizu） (28)（6）东京燃气公司（Tokyo gas） (29)4 加拿大及其他国家 (30)（1）加拿大Nemiah和Ramea (30)（2）加拿大Quebec和Boston Bar (31)（3）加拿大Utility (32)（4）非洲乌干达Bulyansungwe (32)5 中国 (33)（1）浙江舟山东福山岛 (33)（2）浙江温州南麂岛 (35)（3）南京供电公司 (35)（4）天津 (37)（5）河南财专 (37)（6）广东珠海 (37)（7）河北承德 (37)国内外微网示范工程1 美国（1）威斯康辛麦迪逊分校（University of Wisconsin - Madison）安装地点：威斯康星大学麦迪逊分校。
微网发展研究综述
微电网发展研究综述摘要：微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段。
本文首先阐述了微网研究的背景，分布式发电的含义以及微电网的结构和概念。
其次，介绍了微电网能量管理的含义和微电网协调控制方法。
关键词：微电网；能量管理；协调控制1.微电网研究的背景能源是人类创造财富的基础,同时也是人类文明发展的动力。
近年来,随着世界经济和工业的飞速发展,全球对能源的需求也迅速加大,但是,传统的能源如煤炭、天然气、石油等不可再生的能源正在日渐枯竭,能源危机以及由于过度使用不可再生能源所造成的环境问题己经摆在了全人类的眼前[1]。
为了解决这一问题，越来越多的人寄希望于风能，太阳能，生物只能等新型能源。
这也使得开发和利用可再生清洁能源、构建可持续发展的能源系统逐渐成为世界各国的共识与必然发展趋势[2]。
随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益凸显，主要存在以下几个问题：（1）成本高（2）运行难度大（3）抗事故能力低，在发生电网事故时会影响范围扩大，若是处理不当，可能会造成大面积停电（4）难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。
尤其在近年来世界分为内接连发生几次大面积停电事故之后，电网的脆弱性充分暴露了出来[3]。
文献[4]中阐述了2003年8月14日美加大停电波及5000万人口的供电范围，大范围停电达到29小时，造成重大的经济损失，是美国历史上最严重的停电事故。
文献[5]分析了2008年初,我国南方地区发生罕见冰雪灾害,500KV主网架受到重创，电网多处解列或孤网运行, 网架结构受到破坏，导致局部区域完全停电,随后引发了更大规模的停电事故。
因此急需新的发电，供电方式对大电网给予补充和支撑，以提高电网供电的可靠性，减少损失，分布式发电正式解决这一问题的重要方法之一。
分布式发电是值利用各种可用和分散存在的能源，包括可再生能源（太阳能，生物只能，小型风能，小型水能，波浪能等）和本地可方便获取的化石类燃料（主要是天然气）进行发电供能的技术。
微电网技术及其发展现状研究
微电网技术及其发展现状研究摘要：微电网充分发挥了分布式发电的价值和效益，可作为大型电网的有益补充，解决大规模电力系统的诸多潜在问题。
本文介绍了微电网产生的背景，并阐释了其概念和结构特点，最后，对国内外微电网发展现状进行了对比研究。
关键词：微电网分布式发电供电可靠性引言近年来，世界能源紧缺、环境污染、温室效应等问题越来越严重，分布式发电技术以具有低污染、高能源利用效率、可节约电网投资、提高大电网供电可靠性等优点得到重视。
但是分布式电源（DG）单机接入成本高、控制困难，大量接入可能会对电网造成冲击，影响电能质量和系统的安全稳定。
为协调大电网与分布式电源的矛盾，充分挖掘DG的价值和效益，在本世纪初，学者们提出了一个解决方法，即将DG及负荷一起作为公共配网的一个单一可控的子系统――微电网（Microgrid）。
一、微电网的概念目前，国际上主要有美国、日本、欧盟等国家和地区给出了微电网定义。
美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）认为：微电网由负荷和微型电源共同组成、可实现热电联供，微电源主要由电力电子器件进行能量转换和控制。
当微电网与大电网相连时，微电网可视为单一的受控单元。
日本三菱公司按规模大小将微电网分为小规模（发电容量10MW，燃料为可再生能源，主要应用于小型区域电网、住宅楼、岛屿和偏远地区）、中规模（发电容量100MW，燃料为石油或煤、可再生能源，主要应用于工业园）和大规模（发电容量1000MW，燃料为石油或煤，主要应用于工业区）3类。
它将以传统电源供电的独立电力系统也纳入微电网系统，扩展了研究范畴。
欧盟定义的微电网具有以下特点：１、利用一次能源；２、使用微型电源；３、可实现冷热电三联供；４、含储能环节；５、含电力电子设备；６、分为不可控、部分可控和全控三种类型。
综合来讲：微电网就是采用大量的现代电力技术，将微电源，负荷，储能设备及控制装置等结合在一起，直接接在用户侧，可同时向用户供给电能和热能的小规模分散独立系统。
微电网相关技术及方向研究
微电网相关技术及方向研究摘要：微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段。
微电网以其更具弹性的方式协调分布式电源，从而促进充分发挥分布式发电的作用。
本文主要介绍了微电网的相关技术以及国外的发展情况，并对国内的发展前景作出分析。
关键词：分布式发电，微电网，CERTS1.微电网产生背景：随着国民经济的发展,电力需求迅速增长,电网规模不断扩大,超大规模电力系统的弊端也日益凸现,成本高,运行难度大,难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。
尤其在近年来世界范围内接连发生几次大面积停电事故,2008年年初中国南方冰灾还是在汶川震灾期间,中国电网都发生了大面积的停电,电网的脆弱性充分暴露了出来。
分布式发电可以提供传统的电力系统无可比拟的可靠性和经济性,具有污染少、可靠性高、能源利用效率高,同时分布式电源位置灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布,延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资,它与大电网互为备用也使供电可靠性得以改善。
欧美等发达国家已开始广泛研究能源多样化的、高效和经济的分布式发电系统,并取得了突破性进展。
尽管分布式电源优点突出,但本身存在诸多问题,如分布式电源单机接入成本高、控制困难等。
另外,为减小分布式电源对大电网的冲击,大系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源,当电力系统发生故障时,分布式能源必须马上退出运行。
这就大大限制了分布式能源的充分发挥,也间接限制了对新能源的利用为了降低DG带来的不利影响,同时发挥DG积极的辅助作用,一个较好的解决方法就是把DG和负荷一起作为配电子系统———微网(Micro-grid)2.微电网技术概念:在不改变现有配电网络结构的前提下，为了削弱分布式电源对其的冲击和负面影响，美国电力可靠性技术解决方案协会(The Consortium for Electric Reliability Technology Solutions，CERTS)提出了一种能更好地发挥分布式发电潜能的一种组织形式——微电网(Micro Grid)。
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• 微网建模仿真
微网的建模和仿真目前的研究主要集中于 1）微源建模 2）电力电子变换器建模，尤其是逆变器的建模 • 利用MATLAB/Simulink对微网中的风机、柴油发 电机、储能电池组以及电力电子变换器接口进行 了详细建模，对风电和光伏的微网进行建模，重 点研究其对负荷的供电可靠性，研究不同网架拓 扑结构和储能-电源配置下的微网运行经济性和供 电可靠性的比较。
多代理控制策略。基于多代理系统（Multiagent system，MAS）的微网协调控制是 目前国内外微网建模和控制领域研究的主 流方向和一大热点。其概念来自人工智能 领域。
一方面，多代理中的每个代理实体本身可 用来表征微源的特性，从而实现微网的建 模
另一方面，多代理系统本身提供了一种实现微网 点对点通信控制的软件环境。
分布式发电
V.S.
微网
DG 分布式电源
MS 微电源或微源
微电源与分布式电源并无本质区别， 换个名字而已！
关键的区别在于——
微网整体可控
“微网将来可作为配网的一种特殊运行形态 和存在形式。”（刘骥）
超越其先驱——分布式发电（DG）的研究范畴 1）单个微电源的研究是基础，但不是重点 2）多微电源间的协调配合及调度运行才是重点 及难点
380VAC
合闸开关
孤岛
配电网 负载 配电网
PV
PV
光伏并网 发电系统
PV配网 负载源自380VAC合闸开关
孤岛#1
配电网 负载 配电网
PV
PV
光伏并网 发电系统
PV
配网 负载
合闸开关
配电网 负载 配电网
...
孤岛#N
PV PV
光伏并网 发电系统
PV
配网 负载
• 为解决上述核心问题，一个自然的想法就 是将地理上靠近、又都以分布式供电为主 的电源及其负荷在一个比配电网还小的局 部上形成自治系统———
3 孤岛运行问题 • 孤岛运行是DG需要解决的一个极为重要的问题。 • 一般而言，DG的保护继电器在执行自身功能时， 并不接受来自于任何外部与之所联系统的信息。 如此，配网的断路器可能已经断开，但分布式发 电的继电器还未能检测出这种状况，不能迅速地 做出反应，仍然向部分馈线供电，最终造成系统 或人员安全方面的损害，所以孤岛检测尤为重要
• 2）电压闪变 当分布式发电与配电网并网运行时，因有配网的 支撑，一般不易发生电压闪变，但切换成孤岛运 行时，如无储能元件或储能元件功率密度或能量 密度太小，就易发生电压闪变。 • 3）谐波畸变和直流注入 电力电子型电源易产生谐波，造成谐波污染。
2 对配电网可靠性产生不利影响 • 包括： • ① 大系统停电时，由于燃料（如天然气）中断或 辅机电源失去，部分分布式发电会同时停运，这 种情况下无法提高供电的可靠性。 • ②分布式发电与配电网的继电保护配合不好，可 能使继电保护误动，反而降低可靠性。 • ③ 不适当的安装地点、容量和连接方式会降低配 电网的可靠性。譬如，由于燃料电池等DG的响应 过程本身难以跟踪负荷的变化速率，更不用说在 与配网解列后保持适当的电能质量。
• 以上都是完全基于软件的仿真，国外也有通过DSP和 FPGA平台对控制算法作半实物验证的研究工作， • 其中FPGA用来实时模拟旋转元件，DSP用来产生控制信 号控制逆变器的运转 • 由于FPGA的硬件成本低廉（不过百元级），相比商业化 的硬实时仿真器动辄几十万上百万的投入而言具有很大的 优势，因此很适合做实验室里小容量级的微网原型系统的 验证开发。 • 目前，这种仿真模式在国内开展较少。
• 分布式发电对电力系统和用户来说是多用途的， 可以作为备用发电容量、削峰容量，也可承担系统 基本负荷；对于电力系统的运行，分布式发电还可 起到电压自动调节、电压稳定、系统稳定等作用。
① ③ ④ ②
分布式发电引入的原因 传统电力系统存在的问题: • 不能灵活跟踪负荷的变化 • 对于偏远地区的负荷不能进行理想的供电，原因 有如下两种：距离供电中心较远及自然条件的恶 劣对传统输电网的接入的限制； • 大型互联电力系统中局部事故极易扩散，导致大 面积的停电； • 环境污染问题日益严重
三、微网研究方向及热点
1. 微网能量管理 主流的研究集中在： • 1）研究有功和无功的能量管理策略
无功控制方面，对三种控制策略的进行比较和讨 论（电压下垂特性、电压调整、负荷无功补偿） 有功方面，在频率下垂特性控制策略的基础上探 讨各种频率恢复策略
• 2）建立微网控制的小信号分析模型并进行了特征 值分析，指导微网控制器参数的设计。
• 利用MATLAB等软件对微网下的频率控制问题进 行了分析，通过控制策略的动态响应来平衡系统 有功波动，提高系统应对频率方面的电能质量下 降的能力，
• 同时其控制策略兼顾了两种因素引起的频率波动 ：①DG出力的随机性波动引起的频偏；②主网与 微网间联络线的交换功率波动引起的频偏。
微网控制策略 微网除了并网/孤岛两种稳态运行模式外，还存在着两种模 式间的转换过渡过程。 在逆变器不停机的同时，通过调整控制策略和变换网络拓 扑来实现微网内电压的平缓过渡，及所谓的“无缝切换” （seamless transfer），以保证网内重要敏感负荷的供电 不受影响。 微网的不同运行模式和DG并网接口的不同拓扑形式都将 导致模式切换过程中微网控制方法的多样性和不确定性。 此外，不同种类储能装置的配置及运行特性也会对其控制 策略的选取产生影响。
当微网切换至孤岛运行时有两种情况： 一种是微网自身全部从主网脱离，一种是微网内部分微源 或DG退出 微网孤岛运行较之其并网运行的最大的不同就在于，并网 时，其从主网连接处（并网点PCC）获取主网电压的频率 和幅值信号作参考，孤网可与主网同步运行 孤岛运行时，没有来自主网的信号可供参考，微网需寻找 新的电压参考信号以维持网内电能质量水平，故需要研究 微网孤岛运行时的控制策略与算法
• 当主网发生某种扰动事故时，微网能无缝 （seamless，又译平滑）切换到独立运行 （isolated operation）或称孤网运行（ islanding operation）状态从主网脱离。
• 当主网扰动清除回复正常后，微网又能重 新与主网同步并入主网。
• 目前，国际上对微电网的基本共识是：
• 微电网是由各种分布式电源、储能单元、负荷以 及监控和保护装置组成的集合 • 具有灵活（Flexible）的运行方式和可调度性能 • 何谓“灵活”？——能在并网运行和孤岛（自主 ）运行两种模式间切换；通过相关控制装置间的 协调配合，可同时向用户提供电能和热能
• 微网组成元素包括：
• 微电源（Microsource，MS）或微源，内容基本 包括前述分布式电源的种类，如风电、光伏、燃 料电池、微型燃气轮机、生物质发电等； • 负荷，包括敏感负荷（sensitive loads）和非敏感 负荷； • 快速开关，用于将微网与主网分离与再并网（ reconnection）。 • 微网控制及调度系统
微电网
微电网
控制系统 静态开关
380VAC 合闸开关
孤岛#1
配电网 负载 配电网
PV
PV
光伏并网 发电系统
PV
配网 负载
合闸开关
配电网 负载 配电网
...
孤岛#N
PV PV
光伏并网 发电系统
PV
配网 负载
微网专用监控单元
• 微网，是相对于传统大电网的一个概念， 是指多个DG及其相关负荷按照一定的拓扑 结构组成的网络，并通过静态开关（SS） 联至常规电网。其域内多个DG的连接的主 馈线被称为公共并网点PCC（Point of Common Coupled）
1）首先，一旦某个单台分布式电源出现问题，其上所 连接的负荷要么丢失，要么需重新由主网供电，这其 中必然造成停电间隙
停电间隙
① ③ ④ ②
2）其次，当主网发生故障时，即使该分布式电源设计之初有孤岛运行模 式，可对负荷独立供电，但由于失去了原来主网的电压、频率参考， 必然会导致其控制算法和检测装备的复杂性增加，进一步降低供电可 靠性，尤其是当主网中存在多个这样的DG时。
How to Solve？ ——微网诞生
二、微网概述
• 微网的概念及构成 • 前面介绍的分布式电源的典型应用场景是独立分散地各 自并网，这样虽能很大程度上改善传统的由某几个大发 电厂（水、火电厂为主）对网络集中供电引起的环境污 染和供电可靠性问题。
但是分布式发电的接入在给电网带来某些方面改善的 同时也会给电网带来许多意想不到的问题，这其中最突 出的一条便是接在分布式电源上的用户或负荷的电能质 量问题。
就微网中微源与微网的协调及微网自身与主网的 协调网源协调，其尚存的技术攻关难点包括： 1）从几毫秒到几年的时间标尺内的微网内部精 确的能量管理和功率匹配。
2）同主网间的关系定位 3）储能装置及技术 4）需求管理（可以减小储能装置的规模从而降 低微网建 设成本） 5）源荷之间的季节性匹配
• 微网与分布式发电的区别及联系 分布式发电与微网的最重要区别就在于：
微网研究综述
目录
• • • • • • • 概述 Part I: 分布式发电介绍 Part II: 微电网介绍 Part III: 微网研究方向及热点 Part IV: 国外微网研究现状 Part V: 国内微网研究现状 Part VI:总结
一、分布式发电介绍
• 分布式发电（Distributed Generation, DG）是指为 满足特定用户的需要、支持现存配电网经济运行、 靠近用户侧、配置功率为数kW至几十MW的小型、 高效、清洁的发电机组及其辅助设施
用在哪？
• 微网的典型应用场景包括：
• 1）以家庭为中心的社区供电、偏远的农村 及郊区供电
• 2）学术或公共社区诸如大学校园、山野中 心、工业园区及写字楼地带。
• 微网的优势体现在： • 1）微网内用户的就近取电和取热，从整体 上看提高了能源的利用率； • 2）清洁能源的使用能实现CO2的低排放乃 至零排放，从而显著地保护自然环境； • 3）对间歇式能源的发电特征，通过合理的 网源协调控制策略，可以保证对主电网不 造成较大的冲击。 分布式发电的劣势