【微电网】_分布式发电与微电网

分布式发电与微电网一、分布式发电分布式发电技术是充分开发和利用可再生能源的理想发生，它具有投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点，可以对未来大电网提供有力补充和有效支撑，是未来电力系统的重要发展趋势之一。

（一）分布式发电的基本概念分布式发电目前尚未有统一定义，一般认为，分布式发电（Distributed Generation, DG）指为满足终端用户的特殊要求、接在用户侧附近大的小型发电系统。

分布式电源（Distributed Resource, DG）指分布式发电与储能装置（Energy Storage，ES）的联合系统（DR=DG+ES）。

它们规模一般不大，通常为几十千瓦至几十兆瓦，所用的能源包括天然气（含煤气层、沼气）、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源；而储能装置主要为蓄电池，还可能采用超级电容、飞轮储能等。

此外，为了提高能源的利用效率，同时降低成本往往采用冷、热、电联供（Combined Cooling、Heat and Power, CCHP）的方式或热电联产（Combined Heat and Power, CHP 或Co-generation）的方式。

因此，国内外也常常将冷、热、电等各种能源一起供应的系统称为分布式能源（Distributed Energy Resource, DER）系统，而将包含分布式能源在内是电力系统称为分布式能源电力系统。

由于能够大幅提高能源利用效率、节能、多样化地利用各种清洁和可再生能源。

未来分布式能源系统是应用将会越来越广泛。

分布式发电直接接入配电系统（380V或10kV配电系统，一般低于66kV电压等级）并网运行较为多见，但也有直接向负荷供电而不与电力系统相联，形成独立供电系统（Stand-alone System），或形成所谓的孤岛运行方式（Islanding Operation Mode）。

采用并网方式运行，一般不需要储能系统，但采取独立（无电网孤岛）运行方式时，为保持小型供电系统的频率和电压稳定，储能系统往往是必不可少的。

微电网和分布式发电的“前世今生”随着经济快速发展，能源分布与供应，消费与环保的矛盾日趋突出。

为保护生态环境，改善雾霾，国家大力倡导发展清洁能源，而伴随着清洁能源开发利用规模的扩大，清洁能源电力并网难却不断显现。

为改善并网的种种弊端，人们已将视角转向微电网技术，使微电网由科研试验向推广应用发展。

从技术层面看，微电网技术已成为分布式发电供电系统集成技术的核心，也是分布式发电大规模工业化应用的关键。

在清洁能源发电比重不断加大的状况下，只有通过分布式发电以微电网接入配电网，才能最大限度发挥分布式发电的效能，因而微电网发展将被寄予厚望。

微电网实质上是个小电网，而分布式发电是基础，但传统大电网是在火电体系下建起来的。

微电网的形成与发展绝不是对大电网的挑战，而是对大电网有益补充，也是实现电网高效、稳定、优质供电的重要环节。

微电网能将分布式发电与配电网连接起来而起到“桥梁”作用，破解可再生能源电力并网难题。

随着微电网技术的成熟，清洁能源发电成本下降，储能产业发展，以及石化能源价格上扬，必将促进微电网快速发展，为分布式发电并网提供支撑。

一、微电网概念及其优越性微电网的基础是分布式发电，实质是个小型电网，由各种分布式电源、储能系统、负荷、监控、保护、计量、通信等组成。

微电网相当于电力系统中的“毛细管”，也是智能电网中新的网络结构单元。

值得一提的是储能系统，它是微电网安全、稳定、可靠供电的基础，即在孤网运行也能保证重要客户的用电需求。

微电网技术的发展与电力电子技术、计算机控制技术和通信技术紧密相关，微电网的兴起让人们仿佛看到了有效化解清洁能源电力并网的希望，从而推动清洁能源发电的快速发展，具有鲜明的技术革命特征。

微电网具有灵活的运行方式和可调度的性能，既可接入配电网运行，也可作为独立电网运行。

通过相关控制装置对两种运行方式进行切换，使之达到协调配合，提高供电可靠性。

对配电网而言，微电网是个可控、可调度的负荷，使电力调度人员不再直面各个分布式电源，而是通过微电网对分布式电源进行有效控制和管理。

分布式发电系统与微电网技术随着能源需求的不断增长以及对可再生能源的关注度日益提高，分布式发电系统与微电网技术成为电子与电气工程领域的研究热点。

本文将从技术原理、应用场景和未来发展方向三个方面探讨这一主题。

一、技术原理分布式发电系统是指将发电设备分布在用户侧，通过小型化的发电装置进行电能的生产。

而微电网技术则是将分布式发电系统与传统电网相连接，形成一个小型的电力系统。

这两种技术的核心在于能源的分散和可再生能源的利用。

分布式发电系统通过利用太阳能、风能、水能等可再生能源进行发电，将电能直接供给用户。

这种分布式的发电方式能够减少能量传输过程中的能量损失，提高能源利用效率。

同时，分布式发电系统还可以通过能量存储装置将多余的电能储存起来，以备不时之需。

微电网技术则是将分布式发电系统与传统电网相连接，形成一个小型的电力系统。

通过智能电网管理系统，微电网可以实现对能源的有效调度和优化控制。

当传统电网出现故障或停电时，微电网可以独立运行，为用户提供可靠的电力供应。

二、应用场景分布式发电系统与微电网技术在许多领域都有广泛的应用。

首先，在偏远地区或无电区域，分布式发电系统可以为当地居民提供可靠的电力供应，改善生活条件。

其次，在工业和商业领域，分布式发电系统可以降低能源成本，提高能源利用效率。

此外，分布式发电系统还可以应用于农业温室、城市照明和交通系统等领域。

微电网技术在城市和社区中的应用也日益增多。

通过将分布式发电系统与传统电网相连接，微电网可以实现对能源的灵活调度。

在城市中，微电网可以实现对电动车充电桩的管理和优化，提高能源的利用效率。

在社区中，微电网可以实现对居民家庭能源的管理和监控，促进能源的节约和环保。

三、未来发展方向分布式发电系统与微电网技术在未来的发展中还有许多挑战和机遇。

首先，需要进一步提高可再生能源的利用效率和稳定性，以满足不同场景下的能源需求。

其次，需要加强对分布式发电系统和微电网的智能化管理和控制，以实现对能源的优化调度。

分布式发电与微电网技术在电网中的应用摘要：目前，全世界积极探索新的发展路径以及新的节能产品，希望能够实现能源利用的可持续发展。

在这种背景下，美国专家学者R.H Lasseter 教授于21世纪初提出了微电网运行理念，作为一种典型的可再生能源发电装置，不仅仅能够实现发电，还能够将电能存储并输送到整个电网中。

将微电网技术和目前配电网络对接，可以和配电网络共同运行，当配电网络发生故障时，微电网还能够单独进行，其具有典型的灵活性特征，能够支撑分布式电源和电网。

关键词：分布式发电；微电网技术；电网；应用1分布式发电1.1 分布式发电的定义分布式发电（DU）通常用于发电功率从几千瓦到数百兆瓦（也有研究者认为限定范围应当在30～50MW以内）的小型分散式、模块化、可靠性较高以及配置在用户周围的具有较高运转效率的发电单元。

分布式发电主要是依靠可再生能源以及清洁能源，来实现发电的一项非常重要的技术。

其最主要的优势在于其能够对各种相对较为分散的能源进行聚集，包括本地取用相对较为方便的可再生能源和化石类燃料，故能够较好地实现对能源利用率的有效提升。

与此同时，还能够脱离主干电网实现独立运行。

1.2 分布式发电的特点分布式电源主要是与低压配电系统或者中压配电系统接入，有着非常显著的随机变动以及分散等特性，通过接入大量的分布式电源，能够促使配电系统的安全稳定运行受到较大的影响。

分布式电源绝大部分都能够借助并网设备来实现与电网的有效连接。

分布式发电因本身的电能质量相对较高、污染相对较小、安装地点较为灵活以及能源利用率相对较高等优势，通过与主网相互作为备用供电，能够更好地促使供电稳定性、可靠性的提升。

但分布式发电同样具有诸多的缺陷：其安装运行成本相对较高，并且很难实现对主网的有效控制，极易给主网带来冲击。

2微电网2.1微电网的定义微电网属于一种新型的网络结构，也被人们称为微网，该网络结构主要表现出规模小、分散性和独立性高等特性，由负荷、微电源、储能控制装置等共同组建成所需要的系统。

2010年第10期 总第281期编者按：2010年是国家电网公司坚强智能电网规划试点阶段的关键一年，是积累经验、实现突破、为第二阶段全面建设打好坚实基础的重要一年。

为总结现阶段的工作经验，为今后智能电网建设打下坚实基础，本刊专门收集、整理了一些关于智能电网的文章，希望这些文章能够对大家的工作有所帮助，更加深刻的了解智能电网。

1 分布式发电与微电网技术背景目前，世界各国都非常重视清洁能源的开发和利用，其中分布式发电应用发展迅速。

截至到2009年底，全球光伏行业装机容量达到6 GW ，年增长率达到30%。

2009年全球风电装机容量为38.3 GW ，年增长率为31.7%。

随着人们对环境问题的日益关注和高效小容量发电技术的成熟，分布式电源数量及其在电力系统中所占的比重将越来越高。

世界许多能源和电力专家认为大电网与分布式发电技术相结合能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性，是21世纪电力工业的发展方向。

分布式电源的接入使传统单电源辐射状配电网变成了一个遍布电源和负荷的多电源系统，并且在改变了配网结构的同时也改变了配网的潮流，从而对系统的运行和保护产生了一系列的影响。

随着分布式电源应用的日益广泛，现有的分布式发电运行方式已经不能满足电网运营商、分布式发电所有者和用户的要求，微电网技术应运而生，并很快成为电网技术领域的研究热点之一。

深入研究适用于智能微电网系统的关键技术和设备，具有很高的理论和应用价值。

美国是最早开展微电网技术研究的国家，其微电网技术研究处于领先地位。

美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS ）提出了的微电网定义：微电网是一种由微型电源和负荷共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。

2007年度专题课题”中已对微电网的研究。

1 微电网的组成微电网由分布式发电（DG）、负荷、储能装置及控制装置四部分构成，微电网对外是一个整体，通过一个公共连接点（Point of Common Coupling，PCC）与电网连接。

1）分布式发电（DG）：DG可以是以新能源为主的多种能源形式，如光伏发电、风力发电、燃料电池；也可以是以热电联产（Combined Heat and Power，CHP）或冷热电联产（Combined Cooling、Heat and Power,CCHP）形式存在，就地向用户提供热能，提高DG利用效率和灵活性。

2）负荷：负荷包括各种一般负荷和重要负荷。

3）储能装置：储能装置可采用各种储能方式，包括物理储能、化学储能、电磁储能等，用于新能源发电的能量存储、负荷的削峰填谷，微电网的“黑启动”。

4）控制装置：由控制装置构成控制系统，实现分布式发电控制、储能控制、并离网切换控制、微电网实时监控、微电网能量管理等。

2 微电网总体架构微电网电压等级的选取与微电网规模、微电网电源的种类、容量及接入方式、并网点注入电流及运行电压范围等密切相关。

考虑微电网的应用目的，目前微电网的电压等级主要有10kV（20kV）和380V 两种。

由于微电网与配电网存在并网运行模式，其变压器接线形式应与地区配电网相匹配（10/0.4kV通常为D11，yn）。

下面以380V微电网为例对微电网的基本结构进行阐述。

微电网的基本结构如下图所示。

微电网系统由分布式发电系统（DG）、储能装置、滤波补偿装置、智能控制系统和负荷构成。

其中可以包含多个DG和储能装置，这些DG和储能装置联合向负荷供电，整个微电网相对大电网来说是一个整体，通过主隔离设备和大电网相连接。

微电网中DG除可以提供电负荷外，还可以通过热电联产（CHP）或冷热电联产（CCHP）的形式就地向负荷用户供热或制冷，提高能源多级利用的效率。

就电负荷而言，其按性质亦可分为三类：重要负荷、可调节负荷和一般负荷。

电力系统中的分布式发电与微电网技术在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，电力系统中的分布式发电与微电网技术正逐渐成为能源领域的热门话题。

这两项技术的发展和应用，为解决能源供应的可靠性、可持续性以及能源效率等问题提供了新的思路和方法。

分布式发电，简单来说，就是将小型的发电装置分散地布置在用户附近，实现就地发电、就地使用。

这些发电装置可以包括太阳能光伏发电、风力发电、小型燃气轮机发电等多种形式。

与传统的集中式发电方式相比，分布式发电具有许多显著的优点。

首先，分布式发电能够有效地减少输电过程中的能量损耗。

由于发电设备靠近用户，电能传输的距离大大缩短，从而降低了线路电阻带来的能量损失。

这不仅提高了能源的利用效率，还降低了对输电线路的投资和维护成本。

其次，分布式发电能够提高电力系统的可靠性和稳定性。

在传统的集中式供电模式中，如果大型发电厂出现故障或者输电线路受到破坏，可能会导致大面积停电。

而分布式发电系统分布广泛，即使部分发电设备出现问题，也不会对整个电力系统造成太大的影响。

此外，分布式发电还可以作为备用电源，在紧急情况下为重要用户提供电力保障。

再者，分布式发电有利于促进可再生能源的利用。

太阳能、风能等可再生能源具有分布广泛、清洁环保的特点，但由于其能量密度较低、间歇性强等原因，在大规模集中式开发中面临诸多困难。

而分布式发电模式可以充分利用这些可再生能源的分散性和随机性，实现就地开发、就地消纳，为可再生能源的广泛应用创造了条件。

然而，分布式发电也存在一些问题和挑战。

由于分布式电源的容量较小、输出功率不稳定，其接入电网可能会对电力系统的电能质量、电压稳定性等方面产生不利影响。

此外，分布式发电的管理和调度也相对复杂，需要建立有效的协调控制机制，以确保其与电网的安全稳定运行。

为了更好地整合和管理分布式发电资源，微电网技术应运而生。

微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷等组成的一个小型发配电系统，它既可以与外部电网并网运行，也可以独立运行。