【正文】 ： a 為城市配電網(wǎng)的工業(yè)、商業(yè)、企事業(yè)以及居民等用戶提供電力，主要發(fā)電形式為小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池以及太陽(yáng)能發(fā)電等。據(jù)專(zhuān)家估計(jì) , 中國(guó)新能源和可再生能源的可獲得量是每年 ?標(biāo)準(zhǔn)煤 , 而現(xiàn)在的每年開(kāi)發(fā)量不足 7104? 標(biāo)準(zhǔn)煤 [18]。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)已進(jìn)人數(shù)字化時(shí)代 , 優(yōu)質(zhì)、可靠的電力供應(yīng)是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重要保障。控制問(wèn)題也正是微電網(wǎng)研究中的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。 b 基于功率管理系統(tǒng)的控制 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 該方法采用不同控制模塊對(duì)有功、無(wú)功分別進(jìn)行控制，很好地滿足了微電網(wǎng)多種控制的要求，尤其在調(diào)節(jié)功率平衡時(shí)，加人了頻率恢復(fù)算法，能夠很好地滿足頻率質(zhì)量要求。為此，必須研究微電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)理論與方法，包括建立堅(jiān)固的微電源安全運(yùn)行防護(hù)體系，研制可在線識(shí)別運(yùn)行模式的微電網(wǎng)無(wú)通道保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)。 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(zhì)量以及對(duì)一些非重要負(fù)載的控制。一般來(lái)說(shuō)，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]。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 采用異步聯(lián)接方式的微電網(wǎng)的主要特點(diǎn)是其所有能量將通過(guò)逆變器提供。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外提出了微電網(wǎng)的概念。例如微電網(wǎng)的并、離網(wǎng)運(yùn)行方式的不同和儲(chǔ)能單元的存在，使得微電網(wǎng)存在內(nèi)部能量的多向、多路徑流動(dòng)與傳輸，需要建立適合該特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和運(yùn)行理論的基礎(chǔ)；根據(jù)負(fù)荷要求和電網(wǎng)的不同狀況，對(duì)微電網(wǎng)控制技術(shù)進(jìn)行完善和細(xì)化，特別注意不同電網(wǎng)的整合和過(guò)渡；研究微電網(wǎng)自適應(yīng)保護(hù)理論與方法，包括建立堅(jiān)固的微電源安全運(yùn)行防護(hù)體系，研制可在線識(shí)別運(yùn)行模式的微電網(wǎng)無(wú)通道保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)；微電網(wǎng)與局部電網(wǎng)相連時(shí)能量交換的控制策略等 [37]。其它的如微型渦輪發(fā)電機(jī)或斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同步聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)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 )。 微電網(wǎng)與電網(wǎng)聯(lián)接的復(fù)雜性主要受微電網(wǎng)中分布式發(fā)電的類(lèi)型、連接點(diǎn)的數(shù)量和位置 以及總發(fā)電量的影響。 因此 , 如何在獨(dú)立和并網(wǎng) 2種運(yùn)行工況下均能對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)部故障做出響應(yīng)以及在并網(wǎng)情況下快速感知大電網(wǎng)故障 , 同時(shí)保證保護(hù)的選擇性、快速性、靈敏性華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 與可靠性 , 是微電網(wǎng)保護(hù)的關(guān)鍵 , 也是微電網(wǎng)保護(hù)的難點(diǎn)。但與第種方法類(lèi)似，這種方法只討論了基于電力電子技術(shù)的機(jī)組間的協(xié)調(diào)控制，未綜合考慮它們與含調(diào)速器的常規(guī)發(fā)電機(jī)間的協(xié)調(diào)控制 。因此，微電網(wǎng)控制應(yīng)該做到能夠基于本地信息對(duì)電網(wǎng)中的事件做出自主反應(yīng)，例如，對(duì)于電壓跌落、故障、停電等，發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)利用本地信息自動(dòng)轉(zhuǎn)到獨(dú)立運(yùn)行方式，而不是像傳統(tǒng)方式中由電網(wǎng)調(diào)度統(tǒng)一協(xié)調(diào)。 c 微電網(wǎng)對(duì)于在中國(guó)發(fā)展熱電聯(lián)供有極大的指導(dǎo)意義。然而 ,可再生能源容量小、功率不穩(wěn)定、獨(dú)立向負(fù)荷提供可靠供電的能力不強(qiáng)以及對(duì)電網(wǎng)造成波動(dòng)、影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定的缺點(diǎn)將是其發(fā)展中的極大障礙。 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 。目前 , 歐洲已初步形成了微電網(wǎng)的運(yùn)行、控制、保護(hù)、安全及通信 等理論，并在實(shí)驗(yàn)室微電網(wǎng)平臺(tái)上對(duì)這些理論進(jìn)行了驗(yàn)證。 微電網(wǎng)在歐洲以及其它各國(guó)的發(fā)展 從電力市場(chǎng)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(jì)劃 , 并在 2020年出臺(tái)該計(jì)劃的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方略 [16]。對(duì)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(lèi) , 具體如表 31所示 [14]。目前 , 美國(guó) CERTS微電網(wǎng)的初步理論研究成果已在實(shí)驗(yàn)室微電網(wǎng)平臺(tái)上得到了成功檢驗(yàn) [12]。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 3 章 微電網(wǎng)在各國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀 負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)、電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷老化、環(huán)保問(wèn)題、能源利用效率瓶頸以及用戶對(duì)電能質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求 , 已成為世界各國(guó)電力工業(yè)所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn) [11]。 IEEE P1547標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)分布式電源接入大電網(wǎng)的運(yùn)行作了詳細(xì)的規(guī)定，包括電壓調(diào)節(jié)、頻率調(diào)節(jié)、對(duì)故障情況的反應(yīng)及電能質(zhì)量等方面。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(jī)組（小于 100KW） , 包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏電池以及超級(jí)電容、飛輪、蓄電池等儲(chǔ)能裝置。在電網(wǎng)故障清除后，微電網(wǎng)要在開(kāi)關(guān) K閉合之前重新取得與電網(wǎng)的同步，以便平穩(wěn)恢復(fù)到并網(wǎng)運(yùn)行模式。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，提高供電可靠安全性，單純從大電網(wǎng)角度考慮加強(qiáng)電源、電網(wǎng)建設(shè)并不能有效解決用戶供電問(wèn)題，必須在用戶側(cè)就地考慮多電源、多通道供電，因此，建設(shè)用戶端就地電源就成為必然。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(guó)際上對(duì)微型電網(wǎng)的定義各不相同。 安全及可靠性：調(diào)峰問(wèn)題（與燃?xì)饣パa(bǔ)）、備用問(wèn)題，提高供電可靠性和供電質(zhì)量，防止大面積停電事故的發(fā)生，防災(zāi)害（戰(zhàn)爭(zhēng)、地震、恐怖活動(dòng)等）。另外 , 分布式電源相對(duì)大電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不可控源 ,因此大系統(tǒng)往往采取限制、隔離的方式來(lái)處置分布式電源 , 以期減小其對(duì)大電網(wǎng)的 沖擊。 e 分布式發(fā)電系統(tǒng)可以滿足特殊場(chǎng)合的需求，如用于重要集會(huì)或慶典的于熱備用狀態(tài)的 )移動(dòng)分散式發(fā)電車(chē)。但在 20世紀(jì) 60年代的幾次大停電事故后 , 就有人開(kāi)始對(duì)集中供電提出質(zhì)疑 , 但其后并未開(kāi)展深人研究。這一事實(shí)說(shuō)明迄今為止我國(guó)以高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離為主要特征的大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)雖然已經(jīng)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(shì)下仍不能完全適應(yīng)我國(guó)電能系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的需求。以大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓為主要特征的集中式電力系統(tǒng)在負(fù)荷側(cè)缺乏有效的分布式電源后備 支撐，尤其是重要負(fù)荷及用戶的供電沒(méi)有建立必備的分布式應(yīng)急電源保障體系； b 節(jié)能降耗需求。此外，在我國(guó)的電網(wǎng)損耗中，配電側(cè)損耗占據(jù)很大一部分，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的損耗就占了整個(gè)電 力系統(tǒng)損耗的 70%左右，而主要的損耗設(shè)備是中低壓配電線路和配電變壓器。 2020 年春節(jié)前后發(fā)生在我國(guó)南方的大面積冰災(zāi)事故，更是為我們敲響了警鐘。 關(guān)鍵詞： 微電網(wǎng)，分布式發(fā)電，發(fā)展現(xiàn)狀 II ABSTRACT Micro Power Grid has bee a power system in some developed countries to solve the problems of an important means of support,distributed generation power industry of the 21st century,the development of direction. With the power grid in the number of distributed generation systems have increased,in particular,is based on renewable energy and power generation work devices in the distributed power generation system in the application of the increasingly widespread,with the world scientific and technological advances in today39。隨著電網(wǎng)中分布式發(fā)電系統(tǒng)數(shù)量的日益增多，尤其是基于可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電裝置在分布式發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用的日益廣泛，隨著世界科技的不斷進(jìn)步，當(dāng)今電網(wǎng)的負(fù)荷越來(lái)越大，隨之而來(lái)的是問(wèn)題不斷的增多，解決當(dāng)今電力系統(tǒng)中存在的諸多問(wèn)題已經(jīng)成為研究者們頭等的問(wèn)題。但是 ,隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大 , 超大規(guī)模電力系統(tǒng)的弊端也日益凸現(xiàn) , 成本高 , 運(yùn)行難度大 , 難以適應(yīng)用戶越來(lái)越高的 安全和可靠性要求以及多樣化的供電需求 [1]。這次災(zāi)難性事故突顯出在負(fù)荷側(cè)就地建設(shè)安全事故電源的重要性。節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)工作已經(jīng)成為確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展和維系生態(tài)平衡、環(huán)境優(yōu)良的重要基礎(chǔ)。優(yōu)化資源配置和環(huán)境保護(hù)催生了分布式的新能源特別是可再發(fā)生能源發(fā)電的大發(fā)展，由此引發(fā)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的新問(wèn)題。分布式發(fā)電華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 具有污染少、可靠性高、能源利用效率高、安裝地點(diǎn)靈活等多方面優(yōu)點(diǎn) , 有效解決了大型集中電網(wǎng)的許多潛在問(wèn)題。分布式電源位置靈活、分散的特點(diǎn)極好地適應(yīng) 了分散電力需求和資源分布 , 延緩了輸、配電網(wǎng)升級(jí)換代所需的巨額投資 , 同時(shí) , 它與大電網(wǎng)互為備用也使供電可靠性得以改善。發(fā)展這種小型的并網(wǎng)運(yùn)行的分布式發(fā)電系統(tǒng)可以有效的節(jié)約國(guó)家能源，是環(huán)境保護(hù)的需要，也是電力發(fā)展的重要補(bǔ)充。為協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾 , 充分挖掘分布式能源為電網(wǎng)和用戶所帶來(lái)的價(jià)值和效益 [6]。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 扶貧：解決邊遠(yuǎn)地區(qū)供電困難。 美國(guó)威斯康辛麥迪遜分校（ University of WisconsinMadison）的 R. H. Lasseter給出的概念是：微電網(wǎng)是一個(gè)由負(fù)載和微型電源組成的獨(dú)立可控系統(tǒng)，對(duì)當(dāng)?shù)靥峁╇娔芎蜔崮堋? 微電網(wǎng) (miCrogrid)是指由低壓配電網(wǎng)與小的模塊型發(fā)電裝置以及所連負(fù) 載構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)，也可以看做是管理局部能量供求關(guān)系的基于分布式發(fā)電裝置的小電網(wǎng)。目前，用于分布式能源存儲(chǔ)的儲(chǔ)能裝置主要有飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、電解水制氫儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能等。它還具有雙重角色對(duì)于公用電力企業(yè) , 微電網(wǎng)可視為電力系統(tǒng)可控的“細(xì)胞”，例如，這個(gè)“細(xì) 胞”可以被控制為一個(gè)簡(jiǎn)單的可調(diào)度負(fù)荷，可以在數(shù)秒內(nèi)做出響應(yīng)以滿足傳輸系統(tǒng)的需要對(duì)于用戶，微電網(wǎng)可以作為一個(gè)可定制的電源，以滿足用戶多樣化的需求，例如，增強(qiáng)局部供電可靠性，降低饋電損耗，支持當(dāng)?shù)仉妷海ㄟ^(guò)利用廢熱提高效率，提供電壓下陷的校正，或作為不可中斷電源。從技術(shù)的角度出發(fā)，微電網(wǎng)是充分利用分布式發(fā)電的一種方式。作為一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域 , 微電網(wǎng)在各國(guó)的發(fā)展呈現(xiàn)不同特色。 2020年，布什總統(tǒng)提出了“電網(wǎng)現(xiàn)代化（ grid modernization）”的目標(biāo)，指出要將信息技術(shù)、通信技術(shù)等廣泛引入電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。此外 , 日本學(xué)者還提出了靈活可靠性和智能能量供給系統(tǒng)（ FRIENDSflexible reliability and intelligent electrical energy delivery system） , 其主要思想是在配電網(wǎng)中加人一些靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)裝置 , 利用 FACTS控制器快速、靈活的控制性能 , 實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 , 并滿足用戶的多種電能質(zhì)量需求。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 c 可靠性：提高電力供應(yīng)的可靠性與安全性以滿足數(shù)字化時(shí)代的電力需求。從各國(guó)對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)微