【正文】 以及居民等用戶提供電力，主要發(fā)電形式為小型燃氣輪機、燃料電池以及太陽能發(fā)電等。 d 利用分布式發(fā)電啟動快、分布廣、發(fā)電調節(jié)容易等特點，為電力系統(tǒng)的緊急控制提供后備容量以及事故后的支撐點和啟動點，通過分布式電源與大電網(wǎng)的相互補充、協(xié)調，能夠有效地提高系統(tǒng)的魯棒性。據(jù)專家估計 , 中國新能源和可再生能源的可獲得量是每年 ?標準煤 , 而現(xiàn)在的每年開發(fā)量不足 7104? 標準煤 [18]。例如 , 對于中國未通電的偏遠地區(qū) , 充分利用當?shù)仫L能、太陽能等新能源 , 設計合理的微電網(wǎng)結構 , 實現(xiàn)微電網(wǎng)供電 , 將是發(fā)揮中國資源優(yōu)勢、加快電力建設的重要舉措。中國的經濟已進人數(shù)字化時代 , 優(yōu)質、可靠的電力供應是經濟高速發(fā)展的重要保障。如何就近選擇合適容量的熱力用戶與電力用戶組成微電網(wǎng)，并進行最佳的發(fā)電技術組合，對于中國提高能源利用效率、優(yōu)化能源結構、減少環(huán)境污染等具有重要意義。控制問題也正是微電網(wǎng)研究中的一個難點問題。 具體來講，微電網(wǎng)控制應當保證： a 任一微電源的接人不對系統(tǒng)造成影響； b 自主選擇運行點； c 平滑地與電網(wǎng)并列、分離； d 對有功、無功進行獨立控制； e 具有校正電壓跌落和系統(tǒng)不平衡的能力。 b 基于功率管理系統(tǒng)的控制 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 16 該方法采用不同控制模塊對有功、無功分別進行控制，很好地滿足了微電網(wǎng)多種控制的要求，尤其在調節(jié)功率平衡時，加人了頻率恢復算法，能夠很好地滿足頻率質量要求。代理的自治性、反應能力、自發(fā)行為等特點，正好滿足微電網(wǎng)分散控制的需要，提供了一個能夠嵌人各種控制性能但又無需管理者經常出現(xiàn)的系統(tǒng)。為此，必須研究微電網(wǎng)自適應保護理論與方法，包括建立堅固的微電源安全運行防護體系，研制可在線識別運行模式的微電網(wǎng)無通道保護自動化系統(tǒng)。目前，針對單相接地故障與線間故障，有學者提出了基于對稱電流分量檢測的保護策略。 微電網(wǎng)與局部電網(wǎng)的連接 微電網(wǎng)與局部電網(wǎng)的聯(lián)接需要很好的控制策略，要確保供電質量以及對一些非重要負載的控制。然而對大多數(shù)正在出現(xiàn)的使用可再生能源 (如燃料電池、太陽能 )的微電網(wǎng)來說，由于缺乏非傳統(tǒng)發(fā)電方式的經驗，系統(tǒng)的設計及其與電網(wǎng)的聯(lián)接將是一項具有挑戰(zhàn)性的任務。一般來說，微電網(wǎng)和電網(wǎng)的聯(lián)接有同步和異步兩種聯(lián)接方式 [28]。主要問題是一旦電網(wǎng)準備好重新建立聯(lián)接，如何實現(xiàn)再同步 [2932]。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 18 采用異步聯(lián)接方式的微電網(wǎng)的主要特點是其所有能量將通過逆變器提供。幸運 的是電力電子技術和數(shù)字控制器的發(fā)展意味著復雜的控制策略是可以實現(xiàn)的，并且不會增加過多的成本。針對這個問題，國內外提出了微電網(wǎng)的概念。通過以上分析我們可以清楚的看到，作為大電網(wǎng)的有效補充與分布式能源的有效利用形勢，微電網(wǎng)的研究現(xiàn)在已經引起各國學者的關注，雖然其中的問題還有很多尚未解決，但是毫無疑問，微電網(wǎng)在未來的電力系統(tǒng)發(fā)展中是潛力非常的大的。例如微電網(wǎng)的并、離網(wǎng)運行方式的不同和儲能單元的存在，使得微電網(wǎng)存在內部能量的多向、多路徑流動與傳輸，需要建立適合該特點的網(wǎng)絡設計和運行理論的基礎；根據(jù)負荷要求和電網(wǎng)的不同狀況，對微電網(wǎng)控制技術進行完善和細化，特別注意不同電網(wǎng)的整合和過渡；研究微電網(wǎng)自適應保護理論與方法，包括建立堅固的微電源安全運行防護體系，研制可在線識別運行模式的微電網(wǎng)無通道保護自動化系統(tǒng)；微電網(wǎng)與局部電網(wǎng)相連時能量交換的控制策略等 [37]。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 第 5 章 結 論 在時代高速發(fā)展的今天，電力需求迅速增長 , 負荷加大，電力部門大多把投資集中在火電、水電以及核電等大型集中電源和超高壓遠距離輸電網(wǎng)的建設上來。其它的如微型渦輪發(fā)電機或斯特林發(fā)動機可以產生交流電，但是由于頻率不穩(wěn)定，并不適合做為同步發(fā)電機運轉。而逆變器可以是能夠實現(xiàn)雙向功率流 (既 能輸出又能輸入電能 )的裝置，也可以是僅在局部電能不足時輸入電能的單向裝置。同步聯(lián)接的優(yōu)點是簡單，僅需要電氣接線、斷路器以及變壓器 (也可能不需要變壓器 )。這些聯(lián)接可以實現(xiàn)雙向的功率流(既能輸出電能，又能輸入電能 )的裝置，或者出于商業(yè)考慮，只能實現(xiàn)單向功率流。 微電網(wǎng)與電網(wǎng)聯(lián)接的復雜性主要受微電網(wǎng)中分布式發(fā)電的類型、連接點的數(shù)量和位置 以及總發(fā)電量的影響。 雖然國際上已有學者研制出微電網(wǎng)保護的硬件裝置，但人們仍 在對更加完善的保護策略進行積極探索。 因此 , 如何在獨立和并網(wǎng) 2種運行工況下均能對微電網(wǎng)內部故障做出響應以及在并網(wǎng)情況下快速感知大電網(wǎng)故障 , 同時保證保護的選擇性、快速性、靈敏性華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 17 與可靠性 , 是微電網(wǎng)保護的關鍵 , 也是微電網(wǎng)保護的難點。要使多代理技術在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)中發(fā)揮更大作用，仍有大量研究工作需要進行 [22]。但與第種方法類似，這種方法只討論了基于電力電子技術的機組間的協(xié)調控制，未綜合考慮它們與含調速器的常規(guī)發(fā)電機間的協(xié)調控制 。但該方法沒有考慮系統(tǒng)電壓與頻率的恢復問題，也就是類似傳統(tǒng)發(fā)電機中的二次調整問題，因此，在微電網(wǎng)遭受嚴重擾動時，系統(tǒng)的頻率質量可能無法保證。因此，微電網(wǎng)控制應該做到能夠基于本地信息對電網(wǎng)中的事件做出自主反應，例如，對于電壓跌落、故障、停電等，發(fā)電機應當利用本地信息自動轉到獨立運行方式，而不是像傳統(tǒng)方式中由電網(wǎng)調度統(tǒng)一協(xié)調。 此外，對于中國已有的眾多獨立系統(tǒng)，在系統(tǒng)中加入基于電力電子技術 的新能源并配以智能、靈活的控制方式，一方面可提高系統(tǒng)的智能化與自動化水平，另一方面也可為企業(yè)帶來可觀的經濟效益。 c 微電網(wǎng)對于在中國發(fā)展熱電聯(lián)供有極大的指導意義。中國也應盡快加緊在這方面的研究與開發(fā)。然而 ,可再生能源容量小、功率不穩(wěn)定、獨立向負荷提供可靠供電的能力不強以及對電網(wǎng)造成波動、影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定的缺點將是其發(fā)展中的極大障礙?！笆晃濉币?guī)劃已將積極推動和 鼓勵可再生能源的發(fā)展作為中國的重點發(fā)展戰(zhàn)略之一。 c 用于能源的綜合利用，在城市主要表現(xiàn)在為居民小區(qū)、 商用樓宇等提供制冷、供熱以及供電等綜合的能源解決方案 。微電網(wǎng)是未來電網(wǎng)實現(xiàn)高效、環(huán)保、優(yōu)質供電的一個 重要手段 , 是對大電網(wǎng)的有益補。目前 , 歐洲已初步形成了微電網(wǎng)的運行、控制、保護、安全及通信 等理論，并在實驗室微電網(wǎng)平臺上對這些理論進行了驗證。 d 經濟性：通過技術創(chuàng)新、能源有效管理、有序市場競爭及相關政策等提高電網(wǎng)的經濟效益。 微電網(wǎng)在歐洲以及其它各國的發(fā)展 從電力市場需求、電能安全供給及環(huán)保等角度出發(fā) , 歐洲于 2020年提出“ 聰明電網(wǎng)”計劃 , 并在 2020年出臺該計劃的技術實現(xiàn)方略 [16]。目前 , 日本已將該系統(tǒng)作為其微電網(wǎng)的重要實現(xiàn)形式之一 . 多年來 , 新能源利用一直是日本的發(fā)展重點。對于微電網(wǎng)的定義 , 日本三菱公司將微電網(wǎng)從規(guī)模上分為 3類 , 具體如表 31所示 [14]。在最后出臺的“ Grid 2030”發(fā)展戰(zhàn)略中，美國能源部制定了美國電力系統(tǒng)未來幾十年的研究與發(fā)展規(guī)劃，微電網(wǎng)是其重要組成部分之一。目前 , 美國 CERTS微電網(wǎng)的初步理論研究成果已在實驗室微電網(wǎng)平臺上得到了成功檢驗 [12]。 微電網(wǎng)在美國的發(fā)展 美國 CERTS最早提出了微電網(wǎng)的概念 , 并且是眾多微電網(wǎng)概念中最權威的一個。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 第 3 章 微電網(wǎng)在各國的發(fā)展現(xiàn)狀 負荷的持續(xù)增長、電力系統(tǒng)結構的不斷老化、環(huán)保問題、能源利用效率瓶頸以及用戶對電能質量的高標準要求 , 已成為世界各國電力工業(yè)所面臨的嚴峻挑戰(zhàn) [11]。綜合起來，微電網(wǎng)具有如下優(yōu)點： a 從環(huán)境影響的角度出發(fā)，微電網(wǎng)比傳統(tǒng)的熱電站、水電站規(guī)模小，并且減少了有毒氣體的排放，緩解了氣候變化，從而增加了用戶對綠色能源的關注。 IEEE P1547標準針對分布式電源接入大電網(wǎng)的運行作了詳細的規(guī)定，包括電壓調節(jié)、頻率調節(jié)、對故障情況的反應及電能質量等方面。由于微電網(wǎng)靈活的可調度性且可適時向大電網(wǎng)提供有力支撐 , 學者形象地稱之為電力系統(tǒng)的“好市民”和“模范市民”。微電網(wǎng)中的電源多為微電源 , 亦即含有電力電子界面的小型機組（小于 100KW） , 包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏電池以及超級電容、飛輪、蓄電池等儲能裝置。各種儲能方式在各具優(yōu)勢的同時也均存在不足，單一種類的儲能方式往往只能滿足某一類負載或者運行狀態(tài)的需要，無法滿足所有的需要 [9]。在電網(wǎng)故障清除后，微電網(wǎng)要在開關 K閉合之前重新取得與電網(wǎng)的同步，以便平穩(wěn)恢復到并網(wǎng)運行模式。其結構如下圖； 圖 21 微電網(wǎng)的內部結構 圖中的微電網(wǎng)由兩個并聯(lián)的分布式發(fā)電裝置 (DGI和 DGZ)、電網(wǎng)、開關 K以及一些重要負載組成。從這個角度來說，提高供電可靠安全性，單純從大電網(wǎng)角度考慮加強電源、電網(wǎng)建設并不能有效解決用戶供電問題，必須在用戶側就地考慮多電源、多通道供電，因此，建設用戶端就地電源就成為必然。這種概念提供了一個新的模型來描述微電網(wǎng)的操作；微電網(wǎng)可被看作在電網(wǎng)中一個可控的單元，它可以在數(shù)秒鐘內反應來滿足外部輸配電網(wǎng)絡的需求；對用戶來說，微電網(wǎng)可以滿足他們特定的需求：增加本地可靠性，降低饋線損耗，保持本地電壓，通過利用余熱提供更高的效率，保證電壓降的修正或者提供不間斷電源。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 第 2 章 微電網(wǎng)的基本概述 微電網(wǎng)的概念 目前， 國際上對微型電網(wǎng)的定義各不相同。 目前國內多在分布式發(fā)電和分布式儲能上開展相關的研究，對微電網(wǎng)的研究還基本處在起步階段。 安全及可靠性：調峰問題（與燃氣互補）、備用問題，提高供電可靠性和供電質量，防止大面積停電事故的發(fā)生，防災害（戰(zhàn)爭、地震、恐怖活動等）。 分布式發(fā)電與微電網(wǎng)的用電方式可以達到以下要求。另外 , 分布式電源相對大電網(wǎng)來說是一個不可控源 ,因此大系統(tǒng)往往采取限制、隔離的方式來處置分布式電源 , 以期減小其對大電網(wǎng)的 沖擊。分布 式發(fā)電系統(tǒng)的主要作用是提高供電可靠性，可在電網(wǎng)崩潰和意外災害情況下保證重要用戶的安全工作。 e 分布式發(fā)電系統(tǒng)可以滿足特殊場合的需求，如用于重要集會或慶典的于熱備用狀態(tài)的 )移動分散式發(fā)電車。 分布式發(fā)電系統(tǒng)與集中供電系統(tǒng)的配合應用有以下優(yōu)點 : a 分布式發(fā)電系統(tǒng)中各電站相互獨立，由于用戶可以自行控制，不會發(fā)生大規(guī)模停電事故，所以安全可靠性比較高。但在 20世紀 60年代的幾次大停電事故后 , 就有人開始對集中供電提出質疑 , 但其后并未開展深人研究。 目前 , 歐美等發(fā)達國家已開始廣泛研究能源多樣化的、高效和經濟的分布式發(fā)電系統(tǒng) , 并取得了突破性進展。這一事實說明迄今為止我國以高電壓、大容量、遠距離為主要特征的大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)雖然已經在保障電能安全可靠地傳輸和分配方面發(fā)揮了巨大作用，但在新形勢下仍不能完全適應我國電能系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的需求。 近年來我國電力系統(tǒng)發(fā)展速度很快。以大機組、大電網(wǎng)、高電壓為主要特征的集中式電力系統(tǒng)在負荷側缺乏有