【正文】 n of current power system in the many researchers question has bee paramount issue. Text aims to introduce micropower grid in the application of the research and development trend,first o f all,today39。s power grids on a whole situation and expounded on this background and significance of the ,from the concept of micropower grid,structure,the whole unit, storage elements,models,the advantages of micropower grid and gridconnected with the local power grid and other aspects of the brief introduction to micropower grid. Third,introduced a micropower grids in the United States,Japan,Europe and other developed countries on the development status and progress,bined with Chinese energy strategy and the development of the micropower grids in Chinese development potential and prospects to their inally,micropower grid in the study by the three hot issues of microgrid power grid protection and control of microand smallscale power grids and gas turbine generators and other aspects of the analysis. KEY WORDS: micropower grid,distributed generation,the development of the status quo 1 目 錄 摘 要 ……………………………………………………………………Ⅰ ABSTRACT……………………………………………………………………Ⅱ 第 1 章 論述 ??????????????????????? 1 電網(wǎng)發(fā)展的背景與現(xiàn)狀 ?????????????? 1 選題的背景與意義 ???????????????? 2 第 2 章 微 電 網(wǎng) 的 基 本 概 述 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6 微電網(wǎng)的概念 ?????????????????? 6 微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特性與儲能元件 ???????????? 6 微電網(wǎng)的模型 ?????????????????? 8 微電網(wǎng)的 優(yōu)點 ?????????????????? 9 第 3 章 微電網(wǎng)在各國的發(fā)展現(xiàn) 狀 ??????????? 10 微電網(wǎng)在美國的發(fā)展 ??????????????? 10 微電網(wǎng)在 日本 的發(fā)展 ??????????????? 10 微電網(wǎng)在歐洲以及其它各國的發(fā)展 ????????? 11 微電網(wǎng)在 我國 的發(fā)展 ??????????????? 12 第 4 章 當(dāng) 今 微電網(wǎng) 控制與保護 方面研究熱點 ?????? 15 微電網(wǎng)的 控制 ?????????????????? 15 微電網(wǎng)的 保護 ?????????????????? 16 微電網(wǎng) 與 局 部電 網(wǎng) 的連 接 ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 17 第 5 章 結(jié) 論 ??????????????????????? 19 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????? 20 致 謝 ?????????????????????????? 23 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 論述 電網(wǎng)發(fā)展的背景與現(xiàn)狀 在時代高速發(fā)展的今天，電力需求迅速增長 , 負(fù)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(yuǎn)距離輸電網(wǎng)的建設(shè)上來。 三是石化能源的枯竭和環(huán)境保護問題催生的新能源發(fā)電，特別是可再生能源發(fā)電的大發(fā)展給電力系統(tǒng)帶來的新問題。 選題的背景與意義 鑒于上述情況，分布式發(fā)電這項新興的課題被大家提上了日程。 本文所說的分布式發(fā)電系統(tǒng)指的就是并網(wǎng)運行的基于可再生能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)。 投資風(fēng)險：降低大型電站建設(shè)投資風(fēng)險。這種“無源網(wǎng)”向“有源網(wǎng)”的轉(zhuǎn)變將有助于提高終端用戶的供電可靠性和電能質(zhì)量，提高系統(tǒng)的節(jié)能減排指標(biāo)并改善突發(fā)事件下對用戶的供電能力，但同時也將改變整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，并且高比例分布式發(fā)電的應(yīng)用（即高滲透率）將可能引發(fā)微電網(wǎng)對配電網(wǎng)、進(jìn)而對輸電網(wǎng)的正常運行的沖擊。微電網(wǎng)既可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行 , 也可在電網(wǎng)故障或需要時與主網(wǎng)斷開單獨運行。目前 , 一些國家己紛紛開展微電網(wǎng)研究 ,立足于本國電力系統(tǒng)的實際問題與國家的可持續(xù)發(fā)展能源目標(biāo) , 提出了各自的微電網(wǎng)概念和發(fā)展目標(biāo)。基于該框架 , 目前日本已在其國內(nèi)建立了多個微電網(wǎng) 工程。 除美國、日本、歐洲外，加拿大、澳大利亞等國也展開了微電網(wǎng)研究。例如 , 對于中國未通電的偏遠(yuǎn)地區(qū) , 充分利用當(dāng)?shù)仫L(fēng)能、太陽能等新能源 , 設(shè)計合理的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu) , 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(shè)的重要舉措。 具體來講，微電網(wǎng)控制應(yīng)當(dāng)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(jìn)行獨立控制； e 具有校正電壓跌落和系統(tǒng)不平衡的能力。目前，針對單相接地故障與線間故障，有學(xué)者提出了基于對稱電流分量檢測的保護策略。主要問題是一旦電網(wǎng)準(zhǔn)備好重新建立聯(lián)接，如何實現(xiàn)再同步 [2932]。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(jīng)引起各國學(xué)者的關(guān)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。而逆變器可以是能夠?qū)崿F(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。 雖然國際上已有學(xué)者研制出微電網(wǎng)保護的硬件裝置，但人們?nèi)?在對更加完善的保護策略進(jìn)行積極探索。但該方法沒有考慮系統(tǒng)電壓與頻率的恢復(fù)問題，也就是類似傳統(tǒng)發(fā)電機中的二次調(diào)整問題，因此，在微電網(wǎng)遭受嚴(yán)重擾動時，系統(tǒng)的頻率質(zhì)量可能無法保證。中國也應(yīng)盡快加緊在這方面的研究與開發(fā)。微電網(wǎng)是未來電網(wǎng)實現(xiàn)高效、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)供電的一個 重要手段 , 是對大電網(wǎng)的有益補。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。 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(quán)威的一個。由于微電網(wǎng)靈活的可調(diào)度性且可適時向大電網(wǎng)提供有力支撐 , 學(xué)者形象地稱之為電力系統(tǒng)的“好市民”和“模范市民”。其結(jié)構(gòu)如下圖； 圖 21 微電網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 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(guān) K以及一些重要負(fù)載組成。 目前國內(nèi)多在分布式發(fā)電和分布式儲能上開展相關(guān)的研究，對微電網(wǎng)的研究還基本處在起步階段。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(zāi)害情況下保證重要用戶的安全工作。 目前 , 歐美等發(fā)達(dá)國家已開始廣泛研究能源多樣化的、高效和經(jīng)濟的分布式發(fā)電系統(tǒng) , 并取得了突破性進(jìn)展。各種類型的可再生能 源的開發(fā)利用作為可替代能源開發(fā)戰(zhàn)略的重要組成部分，勢在必行。 現(xiàn)代我國國民社會對供電的可靠性、經(jīng)濟性以及環(huán)境保護的要求越來越高，給電力系統(tǒng)的發(fā)展帶來三個突出的問題： 一是由于以大機組、大電網(wǎng)、高電壓為主要特征的集中式電力系統(tǒng)的“大系統(tǒng)負(fù)效應(yīng)”，難以滿足用戶多樣化的供電需求和越來越高的可靠安全性的要求，尤其是重大災(zāi)難性事故中重要負(fù)荷的供電保障，迫切需要通過用戶側(cè)的就地電源來彌補其缺陷。最后，對于微電網(wǎng)在研究中所出現(xiàn)的三個熱點問題微電網(wǎng)的保護與微電網(wǎng)的控制以及微電網(wǎng)與小型燃?xì)廨啓C發(fā)電機等方面做出了分析。而據(jù)國外資料統(tǒng)計，近年日本、美國、英國、法國配網(wǎng)的平均每戶停電時間分別為 9 分鐘、 58 分鐘、 77分鐘、 94 分鐘。由于我國人均擁有的一次能源極其有限、油氣資源短缺、能源利用引起的環(huán)境污染嚴(yán)重，要在提供充足可靠的能源和電力供應(yīng)的同時減少環(huán)境污染，難度比其他國家大得多。 d 分布式發(fā)電的輸配電損耗很低，甚至沒有，無需建配電站，可降低或避免附加的輸配電成本，同時土建和安裝成本低。 能源：多個電源，多種燃料， 可為用戶同時提供多種能源（電、熱、冷），解決能源危機和能源安全問題，可利用新能源（氫）和可再生能源。目前發(fā)、輸、配、用四個環(huán)節(jié)組成的電力網(wǎng)絡(luò)是一個從電源到用戶的單向系統(tǒng)，任何中間環(huán)節(jié)的故障，都會導(dǎo)致供電的中斷。 微電網(wǎng)的模型 微電網(wǎng)從系統(tǒng)觀點看問題 , 將發(fā)電機、負(fù)荷、儲能裝置及控制裝置等結(jié)合 , 形成一個單一可控的單元 , 同時向用戶供給電能和熱能。 d 從市場的角度出發(fā)，微電網(wǎng)可能通過市場的途徑使分布式發(fā)電系統(tǒng)整體化，從而削弱了大公司的市場力，并且由于輸配電的簡化，最終使得電價降低。 微電網(wǎng)在日本的發(fā)展 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 日本立足于國內(nèi)能源日益緊缺、負(fù)荷日益增長的現(xiàn)實背景 , 也展開了微電網(wǎng)研究 , 但其發(fā)展目標(biāo)主要定位于能源供給多樣化、減少污染、滿足用戶的 個性化電力需求。歐盟資助的第 6個框架計劃（ 2020年 2020年）名為“ Advanced Architectures and Control Concepts for MORE MICROGRIDS”的項目，對微電網(wǎng)的設(shè)計進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，要求微電網(wǎng)具有靈活可變的多種拓?fù)溥B接方式，以適應(yīng)在多種運行狀態(tài)下可靠性、經(jīng)濟性和供電電能質(zhì)量的綜合最優(yōu)[17]。中國制定的 2020年可 再生能源發(fā)展目標(biāo)也已將可再生能源發(fā)電的裝機容量定位為 100GW[19]。其中一個基本的技術(shù)難點在于微電網(wǎng)中的微電源數(shù)目太多 , 很難要求一個中心控制點對整個系統(tǒng)做出快速反應(yīng)并進(jìn)行相應(yīng)控制，往往一旦系統(tǒng)中某一控制元件故 障或軟件出錯 , 就可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓 [21]。