【正文】 具體選擇哪種聯(lián)接方式在很大程度上由微電網(wǎng)的規(guī)模決定，當然也要考慮調(diào)節(jié)微電網(wǎng)與電網(wǎng)之間能量交換的控制策略。 微電網(wǎng)內(nèi)電能是充足的，但是出于供電安全性和靈活性方面的考慮，它需要聯(lián)接到局部電網(wǎng)或者甚至是鄰近的其它微電網(wǎng)。但目前多代理技術(shù)在微電網(wǎng)中的應用多集中于協(xié)調(diào)市場交易、對能量進行管理方面 , 還未深人到 對微電網(wǎng)中的頻率、電壓等進行控制的層面。 d 微電網(wǎng)與大電網(wǎng)間靈活的并列運行方式可使微電網(wǎng)起到削峰填谷的作用，從而使整個電網(wǎng)的發(fā)電設備得以充分利用，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。 中國尚未提出明確的微電網(wǎng)概念 , 但微電網(wǎng)的特點適應中國電力發(fā)展的需求與方向 , 在中國有著廣闊的發(fā)展前景 , 具體體現(xiàn)在： a 微電網(wǎng)是中國發(fā)展可再生能源的有效形式。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 c 可靠性：提高電力供應的可靠性與安全性以滿足數(shù)字化時代的電力需求。 2020年，布什總統(tǒng)提出了“電網(wǎng)現(xiàn)代化（ grid modernization）”的目標，指出要將信息技術(shù)、通信技術(shù)等廣泛引入電力系統(tǒng)，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。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。目前，用于分布式能源存儲的儲能裝置主要有飛輪儲能、超導儲能、蓄電池儲能、電解水制氫儲能和超級電容器儲能等。 美國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)是一個由負載和微型電源組成的獨立可控系統(tǒng)，對當?shù)靥峁╇娔芎蜔崮?。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)和用戶所帶來的價值和效益 [6]。分布式電源位置靈活、分散的特點極好地適應 了分散電力需求和資源分布 , 延緩了輸、配電網(wǎng)升級換代所需的巨額投資 , 同時 , 它與大電網(wǎng)互為備用也使供電可靠性得以改善。優(yōu)化資源配置和環(huán)境保護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)濟運行的新問題。這次災難性事故突顯出在負荷側(cè)就地建設安全事故電源的重要性。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)中應用的日益廣泛，隨著世界科技的不斷進步，當今電網(wǎng)的負荷越來越大，隨之而來的是問題不斷的增多，解決當今電力系統(tǒng)中存在的諸多問題已經(jīng)成為研究者們頭等的問題。 2020 年春節(jié)前后發(fā)生在我國南方的大面積冰災事故，更是為我們敲響了警鐘。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(cè)缺乏有效的分布式電源后備 支撐，尤其是重要負荷及用戶的供電沒有建立必備的分布式應急電源保障體系； b 節(jié)能降耗需求。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(zhì)疑 , 但其后并未開展深人研究。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。 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。在電網(wǎng)故障清除后，微電網(wǎng)要在開關(guān) K閉合之前重新取得與電網(wǎng)的同步，以便平穩(wěn)恢復到并網(wǎng)運行模式。 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(diào)節(jié)、頻率調(diào)節(jié)、對故障情況的反應及電能質(zhì)量等方面。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(shù)實現(xiàn)方略 [16]。 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 。 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。但與第種方法類似，這種方法只討論了基于電力電子技術(shù)的機組間的協(xié)調(diào)控制，未綜合考慮它們與含調(diào)速器的常規(guī)發(fā)電機間的協(xié)調(diào)控制 。 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。其它的如微型渦輪發(fā)電機或斯特林發(fā)動機可以產(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)電機運轉(zhuǎn)。針對這個問題，國內(nèi)外提出了微電網(wǎng)的概念。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]。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)?？刂茊栴}也正是微電網(wǎng)研究中的一個難點問題。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]。微電網(wǎng)以其智能性、能量利用多元化等特點也成為歐洲未來電網(wǎng)的重要組成。 CERTS微電網(wǎng)中電力電子裝置與眾多新能源的使用與控制 , 為可再生能源潛能的充分發(fā)揮及穩(wěn)定、控制等問題的解決提供了新的思路 [13]。 c 從供電質(zhì)量的角度出發(fā)，微電網(wǎng)避免了突然供電中斷帶來的不利影響，增加了供電可靠性，提高了維修的質(zhì)量。目前，國外的微電網(wǎng)設計中多采用燃料電池和超級電容器。 微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特性與儲能元件 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，電網(wǎng)規(guī)劃歷來強調(diào) 全局觀點與遠近結(jié)合，而電力系統(tǒng)集中供電與電力用戶的地域分散性是一對矛盾體 [8]。 環(huán)保：減輕環(huán)保壓力（排放總量減少、減少征地及線路走廊、減少高壓電磁污染）。 c 分布式發(fā)電系統(tǒng)可對區(qū)域電力的質(zhì)量和性能進行實時監(jiān)控，非常適合向農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)以及發(fā)展中城市或商業(yè)區(qū)的居民供電 ，大大減小了環(huán)保壓力。盡 管如此，我國迄今仍然只能稱為電力大國而不是電力強國。我國 2020 年全國 10kV 城市用戶平均供電可靠率（ RS1）僅為%，平均年用戶停電時間為 小時 /戶。第三，介紹了微電網(wǎng)在美國、日本、歐洲等一些發(fā)達國家的發(fā)展現(xiàn)狀和研究進展，并結(jié)合中國能源戰(zhàn)略和發(fā)展現(xiàn)狀，對微電網(wǎng)在中國的發(fā)展?jié)摿颓熬疤岢隽俗约旱目捶ā，F(xiàn)在全世界 90%的電力負荷都是由集中式大系統(tǒng)供給的。大多數(shù)可再生能源的共同特點是能量密度低、地域分散性突出、能源供給的隨機性比較大，因此不能成為有效的“可替代電源”，其社會效益受到極大限制。無疑 , 分布式發(fā)電將成為未來大型電網(wǎng)的有力補充和有效支撐 , 是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。與大型計算機一微機的關(guān)系類似，分布式發(fā)電系統(tǒng)將是未來“微電網(wǎng)” (miCrogrid)華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 4 的重要組成部分，在未來電力市場中是一種有競爭力的發(fā)電方式。本文在介紹國外微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對微電網(wǎng)所需研究的相關(guān)關(guān)鍵問題進行歸納和總結(jié)。圖中忽略了一些非重要負載。此外，緊緊圍繞全系統(tǒng)能量需求的設計理念和向用戶提供多樣化電能質(zhì)量的供電理念是微電網(wǎng)的兩個重要特征。美國 CERTS提出的微電網(wǎng)主要由基于電力電子技術(shù)且容量小于等于 500KW的小型微電源與負荷構(gòu)成 ,并引人了基于電力電子技術(shù)的控制方法。為此 , 日本還專門成立了新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織 (NEDO)統(tǒng)一協(xié)調(diào)國內(nèi)高校、企業(yè)與國家重點實驗室對新能源及其應用的研究。 下表 32是國外幾家實驗室的微電網(wǎng)研究對比 [21]。 b 微電網(wǎng)在提高中國電網(wǎng)的供電可靠性、改善電能質(zhì)量方面具有重要作用。此外，該方法僅針對基于電力電子技術(shù)的微電源間的控制。發(fā)電機和負荷容量對保護的影響、不同類型發(fā)電機（如基于變流器和不基于變流器）對保護的影響及微電網(wǎng)不同運行方式和不同設計結(jié)構(gòu)對保護的影響等問題都是微電網(wǎng)保護策略研究中所關(guān)注的重點 [2427]。異步聯(lián)接的優(yōu)點是僅與電網(wǎng)交換能量而已，微電網(wǎng)完全負責其內(nèi)部的供電質(zhì)量 (頻率、電壓、無功功率、諧波等 )。 在當今電力系統(tǒng)復雜的用電形勢和超負荷的供電形勢下，微電網(wǎng)的出現(xiàn)是解決當今電力系統(tǒng)眾多問題的一個重要的輔助手段。從原理出發(fā)，正常情況下微電網(wǎng)工作于并網(wǎng)運行模式，而在電網(wǎng)跳閘時平穩(wěn)過孤島運行模式以保證供電的連續(xù)性，這種理想狀態(tài)應該是可能實現(xiàn)的。 傳統(tǒng)的電流保護顯然無法滿足微電網(wǎng)保護的特殊要求 [25]。 組成微電網(wǎng)的分布式微電源、儲能設備、負荷和各類控制裝置通常由電纜連接而成，這樣從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)看，微電網(wǎng)呈現(xiàn)“強點弱邊”的緊湊網(wǎng)絡特征，其控制地點遍及全網(wǎng)，控制手段多樣，如何設計考慮全網(wǎng)絡特性的分散靈活控制策略以實現(xiàn)電能在微網(wǎng)與配網(wǎng)之間平滑存貯、安全調(diào)運，是微電網(wǎng)控制必須解決的難題，為此必須研究微電源的可插拔式控制技術(shù)、微電網(wǎng)電壓多目標優(yōu)化控制技術(shù)、分布式儲能設備的分散多代理控制技術(shù)、微電網(wǎng)安全控制技術(shù)和微電網(wǎng)與輸配電網(wǎng)的優(yōu)化協(xié)調(diào)控制方法等。如前所述 , 若能將負荷點附近的分布式能源發(fā)電技術(shù)、儲能及電力電子控制技術(shù)等很好地結(jié)合起來構(gòu)成微電網(wǎng) , 則可再生能源將充分發(fā)揮其重要潛力。其后續(xù)任務將集中于研究更加先進的控制策略、制定相應的標準、建立示范工程等，為分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接人及傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的初步過渡做積極準備。 表 31 三菱公司對微電網(wǎng)的分類 類型 發(fā)電容量 /MW 燃料 應用場合 市場規(guī)模 大規(guī)模 1000 石油或煤 工業(yè)區(qū) 10 中規(guī)模 100 石油或煤，可 再生能源 工業(yè)區(qū) 100 小規(guī)模 10 可再生能源 小型區(qū)域電網(wǎng)，住宅樓 3000 從表中可看出 , 以傳統(tǒng)電源供電的獨立電力系統(tǒng)也被歸人微電網(wǎng)研究范疇 , 大大擴展了美國 CERTS對微電網(wǎng)的定義范圍。微電網(wǎng)對分布式電源的有效利用及靈活、智能的控制特點 , 使其在解決上述問題 方面表現(xiàn)出極大潛能 , 是許多國家未來若干年電力發(fā)展戰(zhàn)略的重點之一。它們接在用戶側(cè) , 具有低成本、低電壓、低污染等特點。華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 我國電網(wǎng)建設和發(fā)展將進入推進電力資源尤其是可再生能源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置的新階段，其標志是將分布式發(fā)電、儲能和負荷組合在一起構(gòu)成微電網(wǎng)，進而再將 其與輸配電網(wǎng)集成為輸電網(wǎng)－配電網(wǎng)－微電網(wǎng)三級電網(wǎng)，形成一種全新的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，在這一體系中，微電網(wǎng)表現(xiàn)為一個有源配電單元，而不是傳統(tǒng)意義的“無源”的配電、用電環(huán)節(jié)。 電力市場：適應電力市場發(fā)展需要。 f 分布式發(fā)電系統(tǒng)調(diào)峰性能好，操作簡單，由于參與運行的系統(tǒng)少，啟?？焖?，便于實現(xiàn)全自動。在著力建設大型互聯(lián)電網(wǎng)的同時注重分布式電源的發(fā)展，研究集中與分散相協(xié)調(diào)的新一代電能供給、傳輸和分配的理論及相關(guān)技術(shù)，是保 證我國電網(wǎng)安全可靠及經(jīng)濟運行所面臨的理論和工程實踐的重大挑戰(zhàn)。因此，在電力系統(tǒng)末端的分散負荷處引入微電源，不僅有利于解決用戶的供電問題或者提高用戶端的電能質(zhì)量和供電華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 可靠性，而且可以降低配電網(wǎng)電力損耗，節(jié)約電能，緩解電力緊張局面，是實現(xiàn)國家“新農(nóng)村建設”中農(nóng)村電氣化的經(jīng)濟可行的新舉措。s power grid load attendant is constantly increasing problem,the solutio