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微电网国内外研究水平综述微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段，所以分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。
随着电网中分布式发电系统数量的日益增多，尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛，随着世界科技的不断进步，当今电网的负荷越来越大，随之而来的是问题不断的增多。
解决当今电力系统中存在的诸多问题已经成为研究者们头等的问题。
长期以来，电力系统向大机组、大电网、高电压的方向发展。
进入20 世纪80 年代，各种分散布置的、小容量的发电技术又开始引起人们的关注，经过20 多年的发展，分布式发电已成为一股影响电力工业未来面貌的重要力量。
1) 应对全球能源危机的需要。
随着国际油价的不断飙升，能源安全问题日益突出，为了实现可持续发展，人们的目光转向了可再生能源，因此，风力发电、太阳能发电等备受关注，快速发展并开始规模化商业应用，而这些可再生能源的发电大都是小型的、星罗棋布的。
2) 保护环境的需要。
CO2 排放引起的全球气候变暖问题，已引起各国政府的高度重视，并成为当今世界政治的核心议题之一。
为保护环境，世界上工业发达国家纷纷立法，扶持可再生能源发电以及其他清洁发电技术(如热电联产微型燃气轮机) ，有利地推动了DG的发展。
3) 天然气发电技术的发展。
对于天然气发电来说，机组容量并不明显影响机组的效率，并且天然气输送成本远远低于电力的传输，因此比较适合采用有小容量特点的DG。
4) 避免投资风险。
由于难以准确地预测远期的电力需求增长情况，为规避风险，电力公司往往不愿意投资大型的发电厂以及长距离超高压输电线路。
此外，高压线路走廊的选择也比较困难。
这都促使电力公司选择一些投资小、见效快的DG项目来就地解决供电问题。
在国际上，DG 的发展方兴未艾。
在美国，1978 年修改了《公共事业法》，以法律的形式要求各电力公司接受用户的小型能源系统，特别是热电机组并网;2000 年，热电联产装机容量已占总装机容量的7 %，预计到2010 年将占其总装机容量的14 %;2008 年，风力发电装机容量达2500 万kW;太阳能装机容量达87 万kW。
国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景楼书氢，李青锋，许化强，刘鲁丹(江西吉安供电公司，江西吉安343009）摘要：介绍了微电网概念产生的背景及其定义，对微电网的微电源和储能技术进行了分类，并给出了微电网的基本结构图；介绍了美国，欧盟和日本的微电网研究现状及其示范性工程，对微电网在这些国家的发展方向进行了总结和对比；指出了现阶段微电网研究中的重点问题，并结合我国的能源战略和电力发展现状，对微电网在我国的应用前景进行了展望。
关键词：微电网；分布式发电；微电源；应用前景中图分类号：TM7文献标识码：B文章编号：1006-6519(2009)03-0056-04Current Research on Microgrid and Its ApplicationProspects in ChinaLOU Shu-qing，LI Qing-feng，XU Hua-qiang，LIU Lu-dan随着电力工业的发展，我国电力系统已发展成为以“大机组、大电网、高电压”为主要特征的集中供电单一系统。
由于运行技术复杂，管理水平要求极高，电网上任一点故障产生的扰动都会在电网中传播，严重时可能引起大面积停电甚至全网崩溃，造成灾难性后果；同时，这种大电网还极易受到战争或自然灾害的破坏，严重时将危害国家安全，对此，人们还只能依靠一种被动的方式来保证电网安全。
此外，“大机组、大电网、高电压”理论上的高效率仅仅是体现在转换和输送环节上，如果从整个能源系统分析，由于供热规模和供热半径的局限，难以实现能源的梯级利用[1]。
鉴于上述问题，发达国家甚至包括一些发展中国家，开始研究并应用多种一次能源的形式结合、高效、经济的新型电力技术———分布式发电技术(DG Distributed Generation)，并取得了突破性进展。
分布式发电一般靠近负荷用户，通过将电能和热能的利用相结合来提高能量的利用率；同时，由于发电的位置离负荷距离较近，还可以提高电能质量和供电可靠性。
世界微电网工程介绍（内部资料，注意保存）20111 美国 (3)（1）威斯康辛麦迪逊分校（University of Wisconsin - Madison） (3)（2）电气可靠性技术解决方案联合会（CERTS） (3)（3）分布式能源技术实验室（DETL） (5)（4）国家可再生能源实验室（NREL） (6)（5）橡树岭国家实验室（ORNL） (7)（6）分布式电源集成测试（DUIT） (8)（7）通用电气（GE） (9)（8）狂河市（Mad river） (10)（9）帕姆代尔市（Palmdale） (11)2 欧洲 (12)（1）西班牙：Labein 联网模式 (12)（2）希腊：Kythnos 孤岛模式 (13)（3）葡萄牙：EDP 转换模式 (14)（4）荷兰：Continuon 孤岛模式及储能 (15)（5）德国：MVV 孤岛模式及储能 (16)（6）意大利：CESI RICERCA 交替结构 (17)（7）马其顿共和国（F.Y.R.O.M）：孤岛模式 (19)（8）丹麦：Bornholm 孤岛模式 (20)（9）德国：Demotec (20)（10）法国：ARMINES (21)（11）希腊：NTUA (22)3 日本 (22)（1）爱知县（Aichi） (22)（2）京都市（Kyoto） (24)（3）八户市（Hachinohe） (26)（4）仙台市（Sendai） (28)（5）清水建设公司（Shimizu） (29)（6）东京燃气公司（Tokyo gas） (30)4 加拿大及其他国家 (31)（1）加拿大Nemiah和Ramea (31)（2）加拿大Quebec和Boston Bar (32)（3）加拿大Utility (33)（4）非洲乌干达Bulyansungwe (33)5 中国 (34)（1）浙江舟山东福山岛 (34)（2）浙江温州南麂岛 (36)（3）南京供电公司 (36)（4）天津 (36)（5）河南财专 (36)（6）广东珠海 (37)（7）河北承德 (37)1 美国（1）威斯康辛麦迪逊分校（University of Wisconsin - Madison）安装地点：威斯康星大学麦迪逊分校。
微电网发展现状目前微电网的发展正在全球范围内迅速推进。
各国纷纷制定政策和法规来促进微电网的建设与应用。
以下是一些发展现状的例子：1. 美国：美国是全球微电网发展最为成熟的国家之一。
根据美国能源信息署（EIA）的数据，美国已建成超过200个微电网项目。
这些微电网广泛应用于住宅、商业和工业领域，实现了可再生能源与传统能源系统的嵌入及交互运行。
2. 德国：德国是欧洲微电网发展的领军国家之一。
根据德国经济部的数据，截至2020年，德国已部署了超过100个微电网项目。
这些项目主要利用太阳能和风能等可再生能源，实现了电力的自供和分布式供应。
3. 中国：中国是全球最大的微电网市场之一。
中国政府已制定了一系列支持微电网发展的政策，推动了该领域的快速发展。
例如，中国南方电网公司在广东、浙江等地成功建设了一批分布式光伏微电网，实现了电力系统的灵活调度和可靠供应。
4. 智能微电网：随着人工智能和物联网技术的快速发展，智能微电网逐渐成为微电网发展的新趋势。
智能微电网通过智能控制系统实时监测和调度电力设备，提高了能源利用效率和供电可靠性。
5. 学术研究：微电网领域的学术研究也在不断深入。
学者们致力于优化微电网的运行管理、能量管理以及与传统电力系统的互联互通等方面的研究，为微电网的发展提供技术支持。
6. 国际合作与标准制定：为了促进微电网领域的国际合作与交流，各国各地区之间加强了合作与经验分享。
同时，国际标准组织也正在制定微电网的相关标准，以推动微电网的规范化发展。
总之，微电网作为一种新兴的能源供应模式，正逐渐受到全球各国的重视与推崇。
随着技术的进步和政策的支持，微电网的发展前景广阔，将对能源领域的转型和可持续发展产生重要影响。
微电网的基本概念及国内外发展1微电网的提出随着电力需求的不断增长，大电网在过去数十年里体现出来的优势使得其得以快速地发展，成为主要的电力供应渠道。
然而传统电力系统网络比较大，调度困难，造价高，而用户对电网的要求越来越高了。
目前几年里，世界上出现过几次比较重大的电网事故，充分显现出了目前电网的可靠性不够高，抗风险能力还不够强。
各种灾害或者事故随时可能发生，可能对电网造成严重的影响，所以在这种情况下如果停电将可能对国民经济政治军事等带来不可低估的损失，更可能会影响到社会的稳定，国家的安全。
因此，人们开始对电力系统的发展模式另辟蹊径。
全球许多国家在近20年来，建设了很多分布式发电厂，投入大量科研经费对分布式发电系统进行了大量的研究。
传统电力系统的经济性不够高，可靠性有待改进，而分布式发电正好提高了大电网的这些特性，分布式发电成为电力系统的重要发展趋势。
分布式发电有很多优势，适应了能源分布和分散的电力需求，比如污染少、可靠性高，能源利用效率高等，这些特点，使得整个电力系统更新设备要用的巨额投资得到了减少而且缓解了投资，并且它大大改善了大电网的供电稳定性，因为分布式电源是分散开的，位置比较灵活。
分布式发电尽管有很多优点，但是有诸多问题，使其不能充分发挥出优势。
比如有很多问题限制了自身的发展，控制困难，单机接人成本高是两个突出问题。
还有如果电力系统发生故障时其必须马上退出运行，不在工作，直到故障恢复。
因为减小对大电网的冲击，大系统往往采取隔离的方式来处置分布式发电。
还有由于结构上的原因，分布式电源发电能力不够强。
以上种种原因，分布式发电不能得到充分利用，所以新能源的利用发展间受到了限制。
微电网（Microgrid）出现了，它将小功率发电单元（通常数十千瓦）与储能装置以及负荷等连接起来，形成一个可以控制的系统。
它降低了DG的缺陷，同时结合发挥其优势，向用户供热供电。
微电网技术得到了快速的发展，这是因为电力电子技术的发展，还有控制理论的不断完善。
微电网是由多种分布式电源、储能系统、能量转换装置、负荷以及监控保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的独立自治系统。
凭借运行控制和能量管理等关键技术，微电网可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响，最大限度地利用分布式电源出力，提高供电可靠性和电能质量。
将分布式电源以微电网的形式接入配电网，被普遍认为是利用分布式电源有效的方式之一。
微电网作为配电网和分布式电源的纽带，使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入的(甚至是间歇性的)分布式电源。
国际电工委员会(IEC)在《2010—2030 应对能源挑战白皮书》中明确将微电网技术列为未来能源链的关键技术之一。
示范工程是微电网相关技术及研究成果的集中验证和展示，对微电网的研究和应用均具有重要意义。
目前全球规划、在建及投入运行的微电网示范工程超过400个，分布在北美、欧洲、东亚、拉美、非洲等地区。
本文特对主要国家和地区的微电网示范工程进行介绍。
美国
美国在世界微电网的研究和实践中居于领先地位，拥有全球最多的微电网示范工程，数量超过200 个，占全球微电网数量的50% 左右。
美国微电网示范工程地域分布广泛、投资主体多元、结构组成多样、应用场景丰富，主要用于集成可再生分布式能源、提高供电可靠性及作为一个可控单元为电网提供支持服务。
美国能源部对推进美国微电网的研究和发展起到了重要作用，其资助的微电网示范工程亦具有重要的典型意义。
美国能源部于2009 年启动了可再生能源与分布式系统集成项目(renewable anddistributed systems integration，RDSI)，于5 年内投资5500 万美元在8 个州建设9 个微电网示范工程项目，旨在通过集成分布式能源降低电力系统的峰值负荷。
该项目通过对微电网内部的分布式能源进行集成管理，至少能够降低15% 的配电馈线或变电站峰值负荷，从而减少大约25% 的配电设备容量和10% 的发电设备容量。
除了民用领域，美国的微电网示范工程还拓展到了军用领域。
美国国防部与能源部、国土安全部合作，从2011 年开始，总计投入3850 万美元开展“蜘蛛”示范工程——面向能源、可靠性和安全性的智能电力设施示范工程(smart power infrastructure demonstration for energy, reliability andsecurity，SPIDERS)，在 3 个美军基地(珍珠港—西肯联合基地、卡森堡基地和史密斯基地)分别建设3个微电网示范工程，以支持基地的关键负荷。
这 3 个基地微电网的规模和复杂程度递增，目标是通过示范工程总结出适用于军事基地应用的微电网标准和模板。
此外，近年来美国极端灾害天气频发，为此美国政府于2013 年发起总值1500 万美元的微电网资助贷款试点计划(micro-grid grant and loan pilot program)，资助全美27 个微电网示范工程的除设备采购外的设计、互联及其他工程费用，以防范飓风等极端灾害天气对电力供应带来的负面影响。
欧洲
欧洲重视可再生清洁能源的发展，是开展微电网研究和示范工程较早的地区，1998 年就开始对微电网开展系统的研发活动。
欧盟在第五、第六和第七框架下支持了一系列关于发展分布式发电和微电网技术的研究项目，组织众多高校和企业，针对分布式能源集成、微电网接入配电网的协调控制策略、经济调度措施、能量管理方案、继电保护技术，以及微电网对电网的影响等内容开展重点研究，目前已形成包含分布式发电和微电网控制、运行、保护、安全及通信等基本理论体系，相继建设了一批微电网示范工程，例如
希腊基斯诺斯岛微电网示范工程、德国曼海姆微电网示范工程、丹麦法罗群岛微电网示范工程、英国埃格岛微电网示范工程等。
日本
日本是亚洲研究和建设微电网较早的国家，自2003年开始，日本新能源与工业技术发展组织(New Energy and Industrial Technology Development Organization, NEDO)就协调高校、科研机构和企业先后在八户市、爱知县、京都市和仙台市等地区建设了微电网示范工程，研究、验证了一批微电网关键技术，为后续微电网发展和建设奠定了良好的基础。
日本拥有全球最多的海岛独立电网，因此发展集成可再生能源的海岛微电网，替代成本高昂、污染严重的内燃机发电是日本微电网发展的重要方向和特点。
日本经济产业省资源能源厅于2009 年启动了岛屿新能源独立电网实证项目，通过提供政府财政补贴，委托九州电力公司和冲绳电力公司在鹿儿岛县和冲绳县地区的10 个海岛上完成了海岛独立电网示范工程的建设，包括由东芝集团负责建设的宫古岛大型海岛电网和由富士电机株式会社负责建设的9 个中小型海岛微电网。
日本地震、台风、海啸等自然灾害频发，因此提升电力供应在自然灾害下的可靠性是日本微电网发展的另一个重要方向和特点。
2011 年，东日本大地震及其诱发的海啸造成了福岛第一核电站1~4 号机组发生核泄漏事故，并引发了严重的大范围停电。
震灾期间，东京电力公司辖区损失电力供应22GW，约占其峰值负荷的37%;东北电力公司辖区损失电力供应7.5GW，约占其峰值负荷的50%。
然而仙台市微电网经受住了灾害的考验，在大电网失电、独立运行的60 余个小时内通过储能设备和燃气发电实现了关键负荷的不间断供电，有力保障了微电网内医疗护理设备、实验室服务器等关键设备的正常运行。
灾害过后，日本更加重视微电网的研究和建设，以提高其电力供应的抗灾害能力及弥补核电关停造成的电力缺口。
拉丁美洲、非洲及加拿大等地
尽管具体情况各不相同，拉丁美洲、非洲及加拿大等地微电网发展的一大共同点就在于解决边远地区的供电问题。
拉丁美洲的一些国家电气化率不高(例如海地的电气化率低于40%)，拥有大量缺电人口(例如海地的缺电人口高达近600 万，巴西、哥伦比亚、墨西哥、尼加拉瓜和秘鲁的缺电人口均在200 万以上)，微电网是解决其缺电问题的重要技术方案。
此外，巴西亚马逊流域、智利等地区现有大量独立供电系统，主要依靠柴油发电，未来集成可再生能源的微电网亦是重要的清洁能源替代方案。
目前巴西、智利、墨西哥、哥伦比亚等拉丁美洲国家已有一些微电网示范工程正在建设或投入运行。
非洲缺电情况相较拉丁美洲更为严重：非洲缺电人口超过 5 亿 5 千万，超过总人口比例的60%;电气化率为37.8%，农村电气化率更低，仅为19%。
非洲乡村人口密度低、负荷小、远离大电网，扩展输配电网络的成本很高，因此发展独立微电网、利用本地能源为缺电人口供电是很有潜力的解决方案。
目前已有一些微电网工程，例如塞内加尔Diakha Madina 微电网、摩洛哥Akkan 微电网等。
加拿大共有292 个边远地区独立电网，其中175 个地区使用柴油发电。
在使用柴油发电的地区中，有138个地区完全依赖柴油发电。
考虑到柴油发电的成本和环境问题，建设利用光伏发电、风力发电、生物质能等本地可再生分布式能源的微电网是加拿大边远地区电网发展的方向。
目前加拿大已在Kasabonika、Bella Coola等许多地区开展了微电网示范工程建设，并取得了良好的效果。
此外，在世界许多其他国家和地区，微电网亦是解决边远地区供电问题的重要方案。
此类微电网示范工程如下：印度北方邦的Rampura 乡村微电网、Sunderbans Delta 乡村微电网、美国阿拉斯加科迪亚克微电网、丹麦法罗群岛微电网、澳大利亚珊瑚湾微电网、西班牙加那利群岛中耶罗岛的微电网等。
其他国家和地区
世界上还有许多其他国家和地区开展微电网相关研究和示范工程建设，例如韩国济州岛示范工程、印尼电信产业微电网工程、澳大利亚珀斯等地的9 个微电网示范工程、泰国Kohjig 等地的7 个微电网示范工程、南非罗本岛微电网示范工程、香港晨曦岛微电网示范工程等。
越来越多的国家和地区加入到微电网的研发和应用中，根据具体国情和实际需求建设各具特点的微电网示范工程。
