微电网、分布式电源国内外标准
微电网
利用FACTS元件快速灵活的控制性能实现对配电网能量结构的优化。
4.我国微电网
•
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，中国微电网研究处于起步探索阶段，在国家科技部“863计划
先进能源技术领域2007年度专题课题”中已经包括了微电网技术，国
家电网公司是微电网技术研究的主要机构，目前，清华大学、中国科
• 美国电气可靠性技术解决方案联 合会对于微电网的开发主要在分布式 发电技术和电力电子接口两方面，以 提供必要的灵活性和可控性，给出的 微电网结构如图6-1所示。图中，微 电网采用微型燃气轮机和燃料电池作 为主要的微电源，储能装置连接在直 流侧，与分布式电源一起作为一个整 体通过电力电子接口连接到微电网。 该研究重点是分布式电源的“即插即 用”控制方法，不允许微电网向大电 网供电。
第二节、 微电网结构
一、微电网总体结构
微电网的结构主要涉及两方面内容，一方面是微电网的基本 结构，另一方面是微电网通信结构。
•
微电网基本结构：微电网一般是由多条辐射状馈线和负载群
组成，辐射状配电网通过固态转换开关（Static Transfer
Switch）在公共耦合点（Point of Common Coupling）与主干配
Framework Program，FP5）中专门拨款450万欧元的微电网研究资助计划。欧
洲微电网研究的第二个阶段名为“Advanced architectures and control
concepts for more microgrid”，欧盟第六框架计划(6th Framework
Programme，FP6)资助850万欧元。
图6-1美国电气可靠性技术 解决方案联合会微网结构图
微电网PPT课件
2015/9/7
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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目录
微电网概念的提出 微电网的定义 微电网的重要意义 微电网国内外的发展状况
微电网中的关键技术及相关研究
1998年1月，由于冻雨使电线冻结折断，加拿大东部 300万人在7余天中失去电力供应；
1999年12月，约360万个法国家庭由于暴风雨而遭遇停 电数日；
2003年8月14日美国东北部部分地区以及加拿大东部地 区出现大范围停电，受影响的人在加拿大有三分之一的 人口即有一千万，在美国有四千万；
我国2008年初春一场历史罕见的冰雪灾害，在全国范 围内造成36740条10kV及以上电网电力线路、2016座 35kV及以上变电站停运,导致3330多万户、约1.1亿人 口停电，给经济、社会和人民生活造成了极为严重的影 响。
9
为协调大电网与分布式电源之间的这 种矛盾，充分挖掘分布式能源的潜力， 更好地促进大规模分布式发电技术的 整合与应用，国内外众多的学者提出 了微电网的概念。
10
相比传统集中式能源系统微电网的优势
1、微电网接近负荷，不需要建设大 电网进行远距离高压或超高压输电， 可以减少线损，节省输配电建设投资 和运行费用；由于兼具发电、供热、 制冷等多种服务功能，分布式能源可 以有效地实现能源的梯级利用，达到 更高的能源综合利用效率。
5、通过微电网可以实现更佳无功功率控制，减 小谐波污染，提高电能质量，为用户提供“定 制电力技术”服务。
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微电网与大电网结合具有明显的优势
微电网的概念及发展_安智敏
微电网的概念及发展安智敏1,罗时光2(1.内蒙古国电能源投资有限公司电力工程技术研究院;2.呼和浩特市节能监察中心,内蒙古呼和浩特 010080) 摘 要:21世纪人类将大规模开发利用新能源,微电网充分发挥了新能源的特点,是未来能源与环境的钥匙,新能源的利用将使微电网的建设出现高速发展期,本文概述了微电网的概念和主要特点,综述了微电网国内外的发展状况,阐述了微电网的基本结构。
关键词:微电网;概念;基本结构 中图分类号:T M727 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)21—0043—021 微电网概念分布式发电(Distr ibuted Generation-DG)也称分散式发电或分布式供能,是指位于用户附近的各种小型(50MW以下)的模块化的电能生产方式,其中大部分可通过并网设备与电网相连。
目前,正在开发的分布式发电具有污染少、电能质量高、能源利用效率高及安装地点灵活等优点,同时它与主网互为备用的特点也使供电可靠性得以改善。
分布式发电尽管具有上述优点,但也有运行成本高、控制困难等缺点,它对主网的影响是不得不考虑的一个重要问题。
为了减少分布式发电系统对主网的不利影响,改善供电可靠性,并尽量减少对主网的冲击,1999年美国可靠性技术解决方案协会(the Consortium for Electric Reliability Technolog y So-lutions,CERTS)首次提出了微电网(Microgr id)的概念[1]:微电网是一种由负荷和微型电源共同组成系统,它可同时提供电能和热量;微电网内部的电源主要是由电力电子装置负责能量转换,并提供必要的控制;微电网相对外部主网表现为单一的可控单元,并且同时满足用户对电能质量和供电可靠性安全性的要求。
欧盟微电网项目(European Co mmis-sion Pr oject M icro grid)对微电网的定义:利用一次能源;使用微型电源(微型分布式发电系统M DGS),分为不可控,部分可控和完全可控三种类型,并可冷、热、电三联供;配有储能装置;使用电力电子设备进行能量转换和控制。
分布式发电与微电网技术
2010年第10期 总第281期编者按：2010年是国家电网公司坚强智能电网规划试点阶段的关键一年，是积累经验、实现突破、为第二阶段全面建设打好坚实基础的重要一年。
为总结现阶段的工作经验，为今后智能电网建设打下坚实基础，本刊专门收集、整理了一些关于智能电网的文章，希望这些文章能够对大家的工作有所帮助，更加深刻的了解智能电网。
1 分布式发电与微电网技术背景目前，世界各国都非常重视清洁能源的开发和利用，其中分布式发电应用发展迅速。
截至到2009年底，全球光伏行业装机容量达到6 GW ，年增长率达到30%。
2009年全球风电装机容量为38.3 GW ，年增长率为31.7%。
随着人们对环境问题的日益关注和高效小容量发电技术的成熟，分布式电源数量及其在电力系统中所占的比重将越来越高。
世界许多能源和电力专家认为大电网与分布式发电技术相结合能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性，是21世纪电力工业的发展方向。
分布式电源的接入使传统单电源辐射状配电网变成了一个遍布电源和负荷的多电源系统，并且在改变了配网结构的同时也改变了配网的潮流，从而对系统的运行和保护产生了一系列的影响。
随着分布式电源应用的日益广泛，现有的分布式发电运行方式已经不能满足电网运营商、分布式发电所有者和用户的要求，微电网技术应运而生，并很快成为电网技术领域的研究热点之一。
深入研究适用于智能微电网系统的关键技术和设备，具有很高的理论和应用价值。
美国是最早开展微电网技术研究的国家，其微电网技术研究处于领先地位。
美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS ）提出了的微电网定义：微电网是一种由微型电源和负荷共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。
2007年度专题课题”中已对微电网的研究。
(完整版)微电网标准体系
微电网标准体系建设微电网在全国范围发展迅速，亟需标准化工作给予技术支撑和规范。
微电网改变了电力系统在中低压层面的结构和运行方式。
与微电网的电网运营企业和设备供应商们熟悉的传统原则受到挑战。
迫切需要国家层面的标准化工作支撑，很多时候我们一些供电原则、保护原则等受到挑战，迫切需要从国家层面标准化工作的支撑，必须要有国标才方便管理层面，甚至政府、法院认可的程度。
微电网的标准体系急需统一的规划和顶层设计，微电网和分布式电源并网涉及发电、电网、用户等多个领域，系统复杂性突出。
需要将微电网作为一个相对独立单元，对相关技术领域开展系统分析。
对不同应用场景下微电网、分布式电源功能进行定位和系统边界区分。
从系统的角度辨识标准缺失和可能出现的重复甚至矛盾的地方，识别亟需制定的标准，制定微电网标准化路线图和标准体系。
这是我们标委会在做的工作。
目前定的标准，包括微网建模及仿真、微网并网、微源接入微网、微网规划设计、微网运行特性测试、微网调试及验收、微网运行维护、微网内发电侧管理、微网内需求侧管理、微网内储能管理、微网保护、微网信息与通讯、微网监控系统功能、微网黑启动、微网运行评价。
在标准领域都有很多工作急需要做，没有这些标准支撑很难形成大规模网站化推广。
针对微电网建设的难题，北京群菱专注于微电网研究试验平台的开发，推出多个微电网实验平台：1.微电网仿真试验研究平台2.微电网监控及能量调度管理系统3.微电网电缆阻抗模拟系统4.多源互补智能微电网供电系统5.开放式交直流电力电子研究与试验平台以上平台均为群菱能源专业设计制造，详细技术方案请联系群菱获取。
试验平台可以满足交直流混合微电网的关键设备检测、功能性验证试验、能量调度管理及控制策略研究、微电网之间的相互影响及调度控制技术研究、微电网储能研究以及风光储科学配比优化研究与高渗透率研究。
群菱能源微电网仿真实验室成功案例：中国电科院“先进配电自动化与配电网优化控制联合实验室”、“电力需求侧管理和智能用电仿真实验室”,中科院电工研究所“多能互补发电系统运行和保护性能测试系统”,国网智能电网研究院“交/直流电网物理仿真试验平台”,河南电科院“智能配电网新能源接入研究平台”,浙江工业大学“智能微电网试验、测试与储能系统”,南昌大学“微电网仿真模拟试验平台”等数十家科研院所，为我国微电网标准体系建设贡献出一份力量。
微电网技术发展现状
微电网技术发展现状发表时间：2016-12-15T15:36:07.410Z 来源：《电力设备》2016年第20期作者：肖超云[导读] 微电网从系统观点看问题，将发电机、负荷、储能装置及控制等结合。
（泰州敬道电力工程有限公司江苏泰州 225300）摘要:将分布式电源、储能装置以微电网形式接入配电网中，实现配电网对分布式能源的主动控制与管理，本文介绍了国内外微电网研究现状，对微电网运行控制技术进行梳理，分析应用微电网技术为主动配电网带来的优势，指出微电网技术未来研究方向，强调在加强技术方面研究的同时还需完善相关政策和技术标准。
关键词：微电网；分布式电源；储能装置；主动配电网引言微电网从系统观点看问题，将发电机、负荷、储能装置及控制等结合，形成一个单一可控的独立供电系统，它采用大量现代电力电子技术，将微型电源和储能设备一起，直接接在用户侧。
将分布式电源以微电网形式接入配电网，被普遍认为是利用分布式电源有效的方式之一。
对大电网来说，微电网可被视为电网中的一个可控单元，可在数秒内动作以满足外部输配电网络需求。
对用户来说，微电网可满足他们特定需求，如降低馈线损耗、增加本地可靠性、保持本地电压稳定、通过利用余热提高能量利用效率等。
微电网或与配电网互联运行，或独立运行，当配电网出现故障而微电网与其解列时，仍能维持微电网自身正常运行。
1 微电网发展现状开发清洁的可再生能源已成为世界各国经济和社会可持续发展的重要战略。
新能源的应用，对优化能源结构、实现节能降耗、合理利用清洁能源、改善和保护环境有重要意义。
近年来，欧盟、美国等均开展了微电网试验示范工程研究，美国学者提出的微电网，主要由容量不大于500kW的小型微电源和负荷构成，其倡导的微电网控制技术的基本思想是：通过现代控制理论的状态空间模型方式，建立微电网的动态模型，研究确定微电网的功率控制策略及优化参数。
欧洲提出了微电网逆变电源控制策略：VSI（电压源型逆变器）控制策略。
分布式发电与微电网
分布式发电与微电网一、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。
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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主要针对分布式电源，针对微电网的较少
◦ IEEE 1547.4™-2011 分布式电源孤岛系统的设计、运行 和集成指南 ◦ IEC/TS 62257-9-2-2006乡村电气化用小型可再生能源和 混合系统的推荐规范.第9-2部分微型电网
在微电网及其相关的分布式电源标准领域，无论是 国家标准，还是一般国家和地区的标准， IEEE1547系列标准最为权威、统一和全面
27
28
分布式电源标准
◦ 已经发布
名称 光伏(PV)系统电网接口特性 光伏发电系统接入配电网技术规定 风电场接入电力系统的技术规定 大型风电场并网设计技术规范
编号 GB/T 20046-2006 GB/T 29319-2012 GB/T 19963-2011 NB/T 31003-2011
NB/T 31005-2011 DL/T 724-2000
原动机部分
旋转：往复式发电机，燃气轮机，蒸汽轮机，风机，水轮机， 微透平，飞轮储能 非旋转：光伏，燃料电池，蓄电池、超级电容、超导储能
能量转换技术：同步发电机，异步（感应）发电机，逆变 器和静态功率整流器
8
描述了与DR和地区 电力系统互连相关的 监测、信息交流和控 制（MIC）的功能、 参数和设计方法论 直接的信息交换 与电力市场有关
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为了在乡村地区分散利用微电网 范围 单相电压（V）
◦ ◦ ◦ ◦ 三相或单相交流系统 50Hz或60Hz 低压（500V以下） 总容量100kVA及以下
230 220
120
三相电压（V）
400 380
208
微电网总体要求
保护
设备选择 与装配
验证试验
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针对单一分布式电源，IEEE和IEC也有相应的标准
◦ 以电网接口推荐标准 IEC 61727-2004 光伏系统-电网接口特性
IEC其余与光伏有关的标准
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其他国家和地区的标准
◦ 美国
国家标准：IEEE标准；ANSI UL标准，如UL 1741-2010《分布式能源系 统逆变器、变压器、控制器、连接设备的安全标准》 此外，许多洲都有自己的互连准则
IEC/TS 62257-2-2004 IEC/TS 62257-3-2004 IEC/TS 62257-4-2005 IEC/TS 62257-5-2005 IEC/TS 62257-6-2005 IEC/TS 62257-7-2008 IEC/TS 62257-7-1-2010 IEC/TS 62257-7-3-2008 推荐规范.第2部分:从电气化系统的要求到范围 推荐规范.第3部分:项目开发和管理 推荐规范.第4部分:系统选择和设计 推荐规范.第5部分:电气事故的防护 推荐规范.第6部分:验收、操作、维护和替换 推荐规范.第7部分:发电机 推荐规范.第7-1部分:光伏发电机组 推荐规范.第7-3部分:乡村电气化系统用发电机组 的选择
名称 GB/T 微网系统接 入系统验收 试验标准 微电网接入 系统设计规 范 归口处 输变电 计划完成年限 2013
DL/T
输变电
2012
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微电网标准
中电联：《智能电网技术标准体系框架》（征求意见 稿），2011年12月
总序 技术领域分类及 号 编号 64 65 66 67 68 分布式电源及微 电网并网 ZNDW 6.2
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国家标准 行业标准 地方标准 企业标准
GB
DL,NB,SD
DB QB
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微电网标准 ◦ 已经发布 除广西地标DB45/T 864-2012《微电网接入 10kV及以下配电网技术规范》外，国内尚无已 经发布的微电网国家标准、行业标准、地方标准
国内尚无已经发布的微电网企业标准
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微电网标准
IEC/TS 62257-9-1-2008 IEC/TS 62257-9-2-2006 IEC/TS 62257-9-3-2006 IEC/TS 62257-9-4-2006
IEC/TS 62257-9-5-2007 推荐规范.第9-5部分:集成系统.农村电气化工程用 IEC 82/731/DTS-2012(新版本) 便携光伏提灯的选择 IEC/TS 62257-9-6-2008 IEC/TS 62257-12-1-2007 推荐规范.第9-6部分:光伏独立发电系统的选择 推荐规范. 第12-1部分:乡村电气化系统用自镇流 (CFL)荧光灯的选择和家用照明设备的建议
国外标准
• 国际标准；一般国家和地区标准；小结
国内标准
• 微电网标准；分布式电源标准；小结
IEEE1547系列标准应用于中国微电网的可行 性研究
1
国际标准
IEEE1547 系列标准
• 分布式电源与电力系统互连系列标准
• IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources With Electric Power Systems
IEC/TS 62257系 列标准
• 乡村电气化用小型可再生能源和混合系 统的推荐规范系列
• Recommendations for small renewable energy and hybrid systems for rural electrification
2
标准编号
IEEE 1547™-2003(R2008) IEEE 1547.1™-2005(R2011) IEEE 1547.2™-2008 IEEE 1547.3™-2007 IEEE 1547.4™-2011 IEEE 1547.6™-2011 IEEE P1547.5™（已删除） IEEE P1547.7™ IEEE P1547.8™
3
4
分布式电源接入电网 的统一的标准 10MVA以下DR，辐 射状配电网 提出了DR并网性能、 运行、测试、安全、 维护方面的基本要求 后续IEEE1547系列标 准必须遵循 根标准：搭框架，留 下可扩展接口
5
比较笼统、简略
技术
总体要求 对地区电力系统不 正常状况的响应 电能质量
9
分布式电源孤岛系统（DR Island Systems）：电 力系统的一部分
◦ ◦ ◦ ◦ 有DR和负荷 能离网和并网运行 包括就地电力系统，有时包括一部分地区电力系统 计划性
电力系统中包含DR的计划性孤岛 名字为“孤岛”，并一定就是孤岛运行，表示看做 一个整体
10
概述
◦ 类型
就地型/功能型微电网 次级微电网 横向微电网 配电电路微电网 变电所母线微电网 变电所微电网 邻近的配电电路微电网
概述 规划
运行
◦ 运行模式
并网运行 孤岛运行 并网转孤岛 孤岛转并网
11
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负荷侧 要求与 规划
微电网 系统研 究 其他需 要考虑 的问题
配电网 侧要求 与规划
分布式 电源要 求与规 划
微电网模 式转换可 靠性与经 济性
微电网 管理
微电网 控制策 略
监测、 信息交 换与控 制
干扰后 恢复 安全性 考虑
中文名称
分布式电源与电力系统互连标准 分布式电源与电力系统互连一致性测试步骤 IEEE1547分布式电源与电力系统互连标准应用指南 分布式电源与电力系统互连的监测、信息交流和控制 指南 分布式电源孤岛系统的设计、运行和集成指南 分布式电源与电力系统配电二级网络互连操作规程建 议 大于10MVA分布电源与电力系统互连技术指南草案 分布式电源接入后对配电影响研究指南草案 可为 1547 标准的扩展应用提供辅助支持和实现策略 的操作规程建议
标准系列名称 分布式电源及微电网接入配电网技术规 定标准系列 分布式电源及微网并网系统设计规范标 准系列 分布式电源及微电网接入配电网特性测 试验收标准系列 分布式电源及微电网接入配电网运行控 制标准系列 分布式电源并网设备标准系列
状态 待制定 待制定 待制定 待制定 待制定
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分布式电源标准 ◦ 已经发布 以光伏为例
电能 质量
周期性 回顾、 维护与 测试
电动机 启动研 究
元件测 试与投 运试验
保护 考虑
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专门针对DR接入网络型次级配电网情况的附加说明 网络型次级配电网 ◦ 定义：直接给负荷供电的交流网络，接入配电变 压器的次级 ◦ 分类
网络型 次级配电网
点状网络
网格状网络
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标准编号
中文名称
IEC/TS 62257-1-2003 乡村电气化用小型可再生能源和混合系统的推荐 IEC 82/728/DTS-2012(新版本) 规范（以下简称“推荐规范”）.第1部分：乡村 电气化的一般介绍
测试
型式试验
出厂试验
互连安装评估
孤岛
投运试验
周期性互连测试
6
测试步骤：为制造商、电网、独立的试验机构提供 一系列方法和手段，能够确定用于DR接入地区电力 系统的任何一个给定的连接系统（ICS）或者元件 是否合适 主体内容：较为详细 试验总体要求
型式试验
周期性互连测试
出厂试验
投运试验
7
介绍技术背景、应用细节和指南、原理、图表和实例， 使相关人员能够更好地理解IEEE Std 1547-2003，帮助 IEEE Std 1547-2003的使用 背景知识大介绍，资料性附录比标准正文内容还多 主体内容： ◦ 互连系统：描述, 功能, 设备(附录A) ◦ 分布式电源（第5章以及附录B ）
29
分布式电源标准
◦ 制标情况 国家能源局 分布式发电管理办法（征求意见稿） 分布式发电并网管理办法（征求意见稿） 国家标准 光伏发电接入配电网设计规范（征求意见稿）