旗开得胜 以分布式电源为主的微电网综述
摘要： 以分布式电源为主要单元的微电网作为建设坚强智能电网的重要组成部分，受到各国的关注。在这一方面的研究，各国都已做出了不少的工作。本文首先介绍微电网的概念和结构，然后介绍美国、欧洲、日本等国的研究、发展现状。其次，本文给出现阶段微电网的运行、保护方面的研究概况。最后，结合中国的电力发展，对微电网在中国的应用进行探究。 关键词：分布式发电；微电网；战略；关键问题；示范
1 微电网基本概念
1.1从分布式到微电网
随着国民经济的快速发展，电力需求也增长迅速，电网结构日益复杂，集中式发电，大电网远距离传输的传统电网结构也面临着越来越多的挑战，成本高，运行难度大，难以适应用户对高质量、高可靠性电能的要求和多样化供电的需求。21世纪头十年的多次大范围、大规模停电也让人们意识到需要一些其他的电力系统发展模式来应对问题，从而使电网运行的更安全，更经济高效。坚强可靠经济的智能电网成为未来电网的理想模型，而以分布式电源为主要单元的智能电网作为智能电网的重要组成部分，也受到人们越来越多的关注。
分布式发电（distributed generation,DG）也称分散式发电或分布式供能,一般指将相对小型的发电装置(一般50MW以下)分散布置在用户(负荷)现场或用户附近的发电(供能)方式。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,同时,它与大
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旗开得胜 电网互为备用也使供电可靠性得以改善。但分布式电源单机接入成本高，控制困难，对大电网来说是一个不可控源，大系统对分布式电源往往采取限制、隔离的控制方式处理，以减小分布式电源对大电网的冲击。IEEE P1547对分布式电源的入网有规定，当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行。这限制了分布式电源的的作用，为使用分布式电源的效益，学者提出了微电网的概念。
微电网从系统的角度看，是将电源、负荷、储能设施和控制装置结合起来，形成一个单一可控的单元，同时向用户提供电能和热能。微电网中的电源多为分布式微电源,即含有电力电子界面的小型机组(小于100kw),包括微型燃气轮机、分散风电机组、燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等储能装置。它们接在用户侧,具有低成本、低电压、低污染等特点。微电网既可与大电网联网运行,也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。在接入大电网时，微电网只需满足微电网和大电网的公共连接点（point of common coupling,PCC）的入网标准，而对各个具体电源无要求。微电网既可以解决分布式电源的大规模接入问题，充分发挥分布式电源的各项优势，也可以满足用户对电能的多样化需求。
1.2微电网的基本结构
微电网的基本结构如下图所示，图中包含了多个DG和储能元件，负荷由这些微电源和元件联合供电，整个微电网相对大电网来说是一个完整的单元，通过一个断路器和上级电网的变电站相连接。微电网内的DG可以含有多种能源形式，包括可再生能源发电(如风力发电等)、常规不可再生能源发电(如微型燃气轮机等)、有时出于经济因素、地区因素或为了提高能源多级利用率还可通过热电
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旗开得胜 联产或是冷热电联产的形式向负荷用户供热或制冷。
图1是美国电力可靠性技术解决方案协会（CETRS）提出的微电网基本机构。图中微电网包括3条馈线A、B和C，整个网络呈放射状。馈线通过微电网主隔离装置(一般是静态开关)与配电系统相连，可实现孤网与并网运行模式间的平滑无缝转换。其中A和B为敏感负荷(重要负荷)，安装多个DG，馈线A中含有一个运行于热电联产的DG，该DG向用户提供热能和电能。”馈线C为非敏感性负荷，孤网运行时，当系统过负荷时，可以切断C线，停止对非重要负荷供电，进行调节。当外界大电网出现故障或产生电力不达标时，微电网可通过切断主断路器（开关），解除与大电网的联系，孤网运行。此时，微电网的负荷全部来自DG，而馈线C可继续通过母线得到来自主网的电能并维持正常运行。当情况正常且需要时，重新合上主断路器，微电网重新恢复和主电网功角同步运行，保证系统平稳过渡到并网运行状态。
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