浅谈微电网技术的发展及应用
伴随着科学技术的不断发展，我国的各行各业都取得了长足的进步。尤其是自改革开放以来，我国的社会经济飞速发展，国民经济和人们的生活水平都取得了进步。作为国民基础行业的电力行业，在国民经济的发展中起着举足轻重的作用。近年来，微电网技术的发展与应用为电力技术的创新发展提供了新的方向，尤其是分布式发电的开发与利用，在很大程度上利用了可再生能源，减少了不可再生能源的消耗，对能源保护有着重要的现实意义。文章从微电网技术基础的背景和意义出发，分析了现阶段微电网技术的发展和应用，希望能够为今后微电网技术的进一步发展提供一些借鉴，仅供参考。
标签：能源；分布式发电；微电网
引言
新技术革命要求世界各国改变能源结构，开发可再生资源、清洁能源，以缓解现阶段世界各国能源枯竭、环境污染的严重问题，实现可持续发展。能源问题是世界各国面临的主要问题，尤其是我国，作为人口大国，对能源的需求更加紧迫，这是我国日后经济发展面临的严峻的挑战，相关部门应该加强对可再生能源和清洁能源的开发与利用，为今后的经济发展打下坚实的基础。电能作为人们日常生活中最常接触的能源，进行电能的进一步开发与利用迫在眉睫，微电网技术在很大程度上解决了这一问题，下面就微电网技术进行简要分析与介绍。
1 微电网提出的背景和意义
分布式发电是分散供电，以分散的方式为用户和设备提供电能，在實际的应用过程中，分布式发电一般用于小型或小区域的供电需求范围内。因为分布式发电的规模较小，电能的产量较低，一般情况下能够充分的利用太阳能、风能、潮汐能等可再生的、清洁的能源，对能源的再次开发与利用十分有益。
分布式发电有有利的一面和不利的一面。在分布式发电为人们的生产与生活提供清洁电能的同时也相应的带来了一些不利的影响。为了应对分布式发电带来的不利影响，可以将分布式发电以及负荷共同作为配电子系统，从而进行发电。在这个基础上一些相关的研究者根据分布式发电技术和分布式储能技术的应用与发展，并结合现阶段日益提高的用电需求和电力供应系统的发展方向和趋势提出了微电网技术的概念。
微电网与大电网相比具有鲜明的特点，尤其是在故障发生时，大电网经常处于瘫痪状态，而微电网还能维持内部的供电，并且在故障清除后可以自行恢复电能的供应，这是大电网所不具备的性能，这是因为微电网技术是单一受控的，不受其他供电单位的影响。所谓的微电网技术是以可再生能源为电能的供应能源，并能够将一定区域内的用电设备连接起来，进而为用户提供电源，这个微电网可以与公共大电网相连接，形成一个统一的供电系统。微电网技术能够在一定程度
新能源微电网发展概要 新能源微电网的含义 随着可再生能源渗透率的日益提高，可再生能源存在并网难、消纳难、长距离传输能效低、损耗大、设备利用率低、系统增容投资边际效率差等挑战越来越大。传统能源电力行业的高度垄断技术构架体系、管理体系，不适应高渗透率的可再生能源及分布式能源的接入。 新能源微网利用了风、光、生物质、天然气等多种可再生能源，通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡，通过冷、热、电等多能融合，实现可再生能源的充分消纳，构建智慧型能源综合利用局域网。新能源微电网利用互联网思维和手段，构建新型区域能源生态系统，提高可再生能源比重，转变能源结构，提高能源综合利用效率，提升大众参与程度，提升能源综合价值，转变经济增长方式，带动产业升级。 新能源微网有并网、独立两种运行模式。联网型微网一般与配电网并网运行，互为支撑，实现能量的双向交换。对电网来说，可以作为可控负荷进行管理。外部电网故障时，可转为独立运行模式。通过先进的控制策略和控制手段，可保证新能源微网内高可靠的能源供给，可实现两种运行模式的无缝切换。独
立型微网不和常规电网相连接，利用自身的分布式能源满足微网内负荷的需求。当网内存在可再生分布式能源时，常常需要配置储能系统以保持能源与负荷间的功率平衡，并充分利用可再生能源，适合在海岛、边远地区等地为用户供能。 新能源微电网的基本理念 新能源微电网是在新理念下构建的综合能源系统。其基本理念如下： 一个多重融合：能源系统与信息系统的有机融合；分布式能源、可再生能源与大系统能源的融合等。两个提高： 提高资产效率；提高能源生产效率。 三个平衡：源—源之间的协调平衡，即多种一次能源、二次能源、分布式能源及可再生能源等与大系统能源跨时空 平衡；荷—荷之间的协调平衡，即可控负荷、随机负荷、热负荷、电负荷等的时空平衡；源 —网—荷之间基于负荷侧的协调平衡。 四个基本约束：可靠性保证的约束；经济性的约束；环境保护的约束；可持续发展的约束。 五个基本要素：源、网、荷、储、控。 六个关键指标：系统总效率指标；供能可靠性指标；新能源渗透率指标；能量、功率交换率指标；能量自给率指标；绿色环境指标。 七类关键技术：新能源的高效转换及发电技术；电力电子技术；信息技术及低成本的传感技术；大规模低成本高效率的储能技术；基于总能量理论的能量控制技术；新能源汽车的V2G技术；在大系统理论构架下的能源系统重构技术。 新能源微电网的基本要求 1）新能源微电网的功能定位 利用风、光、生物质、天然气等多种分布式能源，通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡，通过冷、热、电等多能融合，实现可再生能源的充分消纳，构建智慧型能源综合利用局域网。创新管理体制和商业模式，整合各类政策，以新能源微电网为载体，参与当地电力体制改革，形成具有本地特色且易于复制的模式。
浅谈在智能电网中智能电表的应用及发展 发表时间：2018-06-11T16:25:11.753Z 来源：《河南电力》2018年2期作者：蔡皓晴 [导读] 随着我国的智能电网的全面建设，智能电表在市场中的需求迅速增加，在建设过程中扮演着重要角色。 （国网天津城南公司天津市 300201） 摘要：随着我国的智能电网的全面建设，智能电表在市场中的需求迅速增加，在建设过程中扮演着重要角色。传统电表在用户缴费后，将完成充值的电卡装入电表，电表根据卡中的额度进行供电，额度用尽之后就会停止供电，直到用户再次进行充值。这一过程不仅程序繁琐，也对客户的用电带来非常不好的影响。智能电表的出现，可以很地解决这一问题。智能电表在具备传统电表计费供电功能的同时，还具备更多先进的功能，不仅适应建设智能电网的需要，也符合我国可持续发展战略，智能电表在智能电网建设中的应用意义重大。 关键词：智能电网；智能电表；传统电表；应用；发展 1智能电表的功能 1.1双向通信功能 现代化的智能电表，里面设置了具有通信功能的模块，使其具有了双向通信的功能。供电企业可以通过智能电表与用户进行互动，一方面将停电通知、实时电费使用情况等用户感兴趣的信息告知用户；另一方面，用户也可以将平时遇到的用电方面的疑惑传达给供电企业。特别是在用电高峰的时候，供电企业可以通过智能电表向用户发布实时信息，引导用户合理安排用电计划，为用户节省电费的同时，降低了电网高峰负荷的压力。 1.2实现智能的用电控制 智能电表最为用户青睐的功能是它具有帮助用户实现用电控制的功能，对用户来说可以减少用电的消耗。智能电表可以与现代智能家电密切配合，根据实时电价，合理地控制智能家电的启动停止，通过调整大功率用电设备的开关时间，为用户节约用电。目前全国都已实行了分时电价，智能电表能够自动调配电气设备在峰谷用电时的负荷，在用电高峰时削减负荷，在用电低谷时的提高负荷，很好地降低了用户的用电成本，提高了经济效益，最重要的是为电网的“避高峰”做出了贡献，大大改善了大伏天、大冷天等气候造成的用电紧张的情况。 1.3双向计量 智能电表对于有储能设备，发电设备等分布式的用电大户，可以依据实时的电价引导这类用户合理经济的购买电量和使用电量，减少他们的电费支出。尽量鼓励每个家庭都安装风能，太阳能等低碳高效的储电设备。鼓励人们投资那些低碳节约的，如储冷，储热和储电的经济类设备，减轻电网电量的压力。实践证明，通过智能电表的双向计量功能，向用户即时的反馈用电情况，可以有效减少一个家庭每年13%～15%的用电量，减少3%～15%能源消耗，大大提升了环境效益和社会效益。 2在智能电网中智能电表的应用 2.1结算和配网状态估计 通过使用智能电表可以实时，准确的提供结算费用的信息，改变了过去用电账户上的复杂处理过程。在结账信息化的电力市场下，调度的人员可以方便，及时的更换能源的零售商，在未来还可以实现全自动的切换功能，而且用户也可以及时准确的得到用电账务信息。当前，配网的分布信息不是很准确，这主要因为这个用电信息是根据负载估计值，网络模型和变电站的高压测量得到的，有一定的不确定性。若在用户附近增加智能电表，就可以获得更加及时准确的负载量信息，避免由于电能质量下滑和电力设备负载过大导致的不良后果。通过大量数据的整合，将逐步实现未知状态的测量和估计数据的准确校核。 2.2电能管理与节能 智能电表可以将及时、有效的信息提供给客户，建立相适应的管理系统，为客户带来更优质、更便捷的供电服务。除了满足客户的各种用电需求，还有助于减少客户对电力的浪费，有利于企业的经济效益和社会效益一同实现。通过把客户的实际用电状况反馈给客户，有利于客户改进不良的用电习惯。除此之外，还能帮助客户及时发现设备的故障以及其他异常的耗能情况，促使客户养成节约用电的习惯。电力企业也可以通过引进、开发新技术和新产品，提升用电的管理水平，最终实现用电过程中供求双方的互利共赢。 2.3远程监控及非法用电检测 通过智能电表的功能不仅可以实现远程服务和随时断开过载，而且还对部分电力用户进行强制监督，电力公司通过使用控制开关按钮，远程控制一个特定的过载，智能电表能随时检测打开电表箱，使电表的软件更新升级，如果出现私自改线等现象，可以及时发现该情况，通过获取大量的仪表数据进行比较分析，是能够准确地检测私自篡改线路的情况，此功能为各个用电用户和电力公司挽回了大量的经济损失。 3智能电网中智能电表的应用发展 3.1接口一体化 在未来的一段时间内，电能表的测试工作是一个非常复杂和耗时的工作，需要很大的人力和物力资源来协调工作，广泛地推广应用智能电表势在必行，必要对目前的安装检测模式进行变革，最终实现智能化和自动化的监管。由于智能电表各种接口连接薄弱，在实际的检测过程中是频繁快速地切换工作，大大增加了测试的时间，而且占用太多的资源和管理成本，从而影响运营效率，导致过多的接口设置复杂，不能确保电气设备的安全性和稳定性。因此，要加强智能电表接口一体是非常重要和有发展空间的，这也将成为后期发展研究和开发的一个重要课题。 3.2网络化、系统化和模块化 智能电表未来的发展必然是向着网络化，模块化，系统化的方向发展。其中智能电表的网络化可以帮助电网在各种不同的场合采集，储存电能的信息，通过无线网络将信息传输到信息管理库里，方便整理和分析。智能电表的模块化可以避免对整个电能表进行更换的操作，只要改变部分的模块就可以了。而且由于模块化与结构的标准化，用电管理部门不用过于依赖某一家电能表的厂商，为规范电能表的开发与研究提供支持。模块化还可以通过远程或现场升级来更换故障的模块，节约维护费用。智能电表的系统化则利用了电力系统自动化
微电网是什么_微电网的概念及技术特点 微电网的概念微电网（Micro-Grid）也称为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。 微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。 微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。 微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。 由于环境保护和能源枯竭的双重压力，迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源工业（热电联供）的发展潜力和利益空间巨大。提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而仅采用常规的量测装置，量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制，微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。 微电网的特点微电网系统结构图微电网系统由于包含有数量众多、特性各异的多种分布式电源而成为一个大规模、非线性、多约束和多时间的多维度复杂系统，具有复杂性、非线性、适应性、开放性、空间层次性、组织性和自组织性、动态演化性等复杂系统特征，属于一类变量众多、运行机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统。因此，微
微电网技术的发展现状 摘要 微电网作为分布式电源接入电网的一种有效手段，逐步引起了广泛关注。从结构设计、运行控制、供电可靠性和电能质量、经济运行与安全机制、仿真平台和示范工程等5个方面介绍国内外微电网的研究进展，微电网并网和孤岛两种运行方式的控制策略，并分析了主要控制策略的研究进展，最后讨论了未来的研究重点，以便微电网安全运行。 关键词：微电网；并网运行；孤岛运行；电力电子 引言 微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。凭借微电网的运行控制和能量管理等关键技术，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[1]。 近年来，欧盟、美国、日本等均开展了微电网试验示范工程研究，以进行概念验证、控制方案测试及运行特性研究。国外微电网的研究主要围绕可靠性、可接入性、灵活性3个方面，探讨系统的智能化、能量利用的多元化、电力供给的个性化等关键技术。微电网在我国也处于实验、示范阶段，截至2012年底，国内已开展微电网试点工程14个，既有安装在海岛孤网运行的微电网，也有与配电网并网运行的微电网。这些微电网示范工程普遍具备4个基本特征：1）“微型”，微电网电压等级一般在10kV以下，系统规模一般在兆瓦级及以下，与终端用户相连，电能就地利用；2）“清洁”，微电网内部分布式电源以清洁能源为主，或是以能源综合利用为目标的发电形式；3）“自治”，微电网内部电力电量能实现全部或部分自平衡；4）“友好”，可减少大规模分布式电源接入对电网造成的冲击，可以为用户提供优质可靠的电力，能实现并网/离网模式的平滑切换。因此，与电网相连的微电网，可与配电网进行能量交换，提高供电可靠性和实现多元化能源利用。微电网与配网电力和信息交换量将日益增大并且在提高电力系统运行可靠性和灵活性方面体现出较大的潜力。微电网和配电网的高效集成，是未
智能电网概述 摘要：在过去的20年里，虽然信息、通讯技术都发生了翻天覆地的变化，但是日渐老化的传统电网结构并没有跟上技术变革的步伐，用户对电力供应提出了越来越高的要求，国家安全、环保等各个方面的政策都对电网的建设和管理提出了更高的要求。 智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网，能够实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网的主要特征包括自愈、激励、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、允许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 本文首先介绍了不同国家对于智能电网概念的不同理解，然后介绍了智能电网的主要应用和特征，最后着重介绍了智能电网在国内外发展现状、实践4和自己的思考，在这个科技引领社会变革的时代，智能电网必将展现出其特有的强劲的生命力。 关键词智能电网发展现状发展方向 前言 近年来，世界政治经济形势和能源发展格局发生了深刻变化，以电力为中心的新一轮能源革命的序幕已经拉开。人们开始重新审视电网的功能定位，除电力输送等传统功能之外，电网更是资源优化配置的载体，是现代综合运输体系和网络经济的重要组成部分，电网的发展也因此面临前所未有的机遇和挑战。 我国电力行业紧密跟踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，着力技术创新，研究与实践并举，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。2009年5月，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。在2010年3月召开的全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中强调：“大力发展低碳经济，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”。这标志着智能电网建设已经成为国家的基本发展战略。 第一章不同国家对智能电网的定义 不同的国家对智能电网的理解不同，定义不同，具体如下： 美国电科院（EPRI）：智能电网是由多个自动化的输电和配电系统构成以协调、有效和可靠的方式运作。快速响应电力市场和企业需求；利用现代通信技术，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务；具有快速诊断、消除故障的自愈功能。 欧洲技术论坛：智能电网是集创新工具和技术、产品与服务于一体，利用高级感应、通信和控制技术，为客服的终端装置及设备提供发电、输电和配电一条龙服务，它实现了与客户的双向交换，从而提供更多信息选择、更大的能量输出、更高的需求参与率及能源效率。 日本电力中央研究所：智能电网是实现低碳社会必须的，能够确保安全可靠供电、使可再生能源发电能够顺利接入和得到有效利用、统筹电力用户需求实现节能和提高能效的综合系统。 国家电网公司：智能电网是以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的“统一坚强智能电网”。 南方电网公司：智能电网建设的指导思想是实事求是地推进智能电网的建设，以需求引导、整体规划、有序推进、重点突破为原则，做好顶层设计，构筑一个合理的智能电网发展
分布式能源与微电网技术 摘要：在现代城市化进程加快发展下，能源需求量逐渐增长。分布式能源和微 电网技术能促进城市的绿色化和清洁能源的应用，达到节能减排的目的，也能为 现代智能电网建设提供有效依据，保证电网的安全与稳定。 关键词：分布式；能源；微电网技术 在中国经济快速提升下，工业化和城镇化进程加快发展，其存在的能源安全 问题更为突出。尤其是二氧化碳带来的全球变暖问题，引起社会的关注。在该发 展背景下，对城市的建设思想和发展模式有序转变，加大力度引进风力发电、太 阳能发电模式等，促进整体的规模化发展。 一、分布式能源和微电网技术的研究意义 第一，加强对分布式能源和微电网技术的研究，能确保清洁能源的有效应用。基于太阳能、风能等多个形式清洁能源的应用，能保证能源的灵活接入和智能化 控制，将其应用到智能终端进行消费，促使低碳城市建设目标的实现。第二，加 强对分布式能源和微电网技术的研究，也能提升总体的供电可靠性。基于分布式 发电的投入以及微网的统一管理，在先进系统和设备下，为电网运行提供强大保障，促使电能质量更可靠。第三，分布式能源和微电网技术的研究，也能为其提 供双向互动用电服务模式。基于微网、智能家居和分布式发电，能为系统提供统 一接口，维护用户和电网之间的相互沟通和交流，也能使用户获得新的体验。加 强对分布式能源和微电网技术的研究，将其作为智能电网建设中的主要部分，是 新时期建设与发展下的主要模式，也承担者社会建设职责。其中的分布式能源， 在智能集成模式下，能保证接入系统的安全与可靠，也能确保微网更灵活。所以，加强对分布式能源和微电网技术的应用，是城市绿色、清洁能源推动和应用的主 要条件，在节能减排工作中，将其渗透到工作中，对电网的安全运行也具备十分 重要的作用[1]。 二、分布式能源和微电网技术的关键 （一）容量配置 清洁能源具备明显的间歇式能源特点，受到天气情况影响较大，电能的输出 波动大。基于对分布式能源和微电网技术的应用，能够在各个单位组成模式下， 对其容量有效配置，确保风能、太阳能相互应用，发电单位和储能单元之间也能 互补。在整个分布式能源和微电网中，结合时间功率，为其输出曲线，也能避对 电网产生的影响。通过对储能系统应用，对分布式能源和微电网技术有效调度， 以达到清洁能源的充分应用。比如：储能电池，能对分布式能源生产中存在的问 题有效解决，尤其是在较小负荷下，达到电能的储存目的。如果负荷较大，将释 放电能，保证系统的科学稳定运行。如：将储存电池和系统交流侧进行链接，基 于储能单元和发电单元的协调，为其提供对平滑分布式能源的波动，避免给电力 系统带来较大冲击，维护其稳定性。储能电池也能对当地的交流负荷需要无功功率、负荷电流谐波的获取，以免电压波动、闪变现象的发生，这样才能达到有效 的节能效率[2]。 （二）接入方式 结合当前的建设标准和规程，需要在谐波、电压波动和电压不平衡度上给予 全面控制和探讨，也要为分布式能源和微电网技术的应用提出合理对策。分布式 能源和微电网利用分布发电和集中并网接入方式来实现。集中并网多为直流母线 汇流、各个发电单元在电能控制模式下，将其转变为直流母线。基于逆变器，将
浅谈微电网技术应用与分析 发表时间：2017-10-23T18:15:23.563Z 来源：《电力设备》2017年第15期作者：何晓颖窦王会 [导读] 摘要：由于分布式电源的不可控性及随机波动性，其数量的日益增多也增加了对电力系统稳定性的负面影响（国网青岛供电公司山东青岛 266002） 摘要：由于分布式电源的不可控性及随机波动性，其数量的日益增多也增加了对电力系统稳定性的负面影响，因此目前的国际规范和标准对分布式电源大多采取限制、隔离的方式来处理，以期减小其对大电网的冲击。为协调大电网与分布式电源间的矛盾，最大限度地发掘分布式发电技术在经济、能源和环境中的优势，微电网应运而生。微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理功能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。 关键词：微电网；技术应用；分析 1.微电网综述 微电网（Micro-Grid）也称为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而仅采用常规的量测装置，量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制，微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析，微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。 2.微电网的结构 相对电力系统而言，微电网类似于一个独立的控制单元，其中每一个微电源都具有尖端的即拔即插功能。对每一个微电源，最关键的是它本身的接口、控制、保护以及对微电网的电压控制，潮流控制和维持其运行稳定性。一个重要的功能是微电网的联网运行和孤岛运行方式见的平稳转移。在微网中，为了防止微电网与配电网解列时对微电网内负荷的冲击，微电网的配电结构需重新设计，将不重要的负荷接在同一条馈线上，重要或敏感的负荷接在另外馈线上。接敏感负荷的馈线上装有分布式电源、储能元件及相应的控制、调节和保护设备。如此，在微电网与主网解列时，通过隔离装置可甩去一些不重要负荷，但仍能保证一些重要负荷的正常、连续运行。微电网具有控制、协调、管理等功能，并由以下系统来实现。 （1）微电源控制器 微电网主要靠微电源控制器来调节馈线电流、母线电压级与主网的解、并网运行。由于微电源的即拔即插功能，控制主要依赖于就地信号，且相应是毫秒级的。 （2）饱和协调器 饱和协调器既适用于主网的故障，也适用于微电网的故障。当主网故障时，保护协调器要将微电网中重要的负荷尽快地与主网隔离。其某些情况下微电网中重要负荷允许电压短时暂降，在采取一定的补偿措施后可使微电网不与主网分离。当故障发生在微电网内，该保护应该在尽可能小的范围内将故障段隔离。 （3）能量管理器 能量管理器按电压和功率的预先整定值对系统进行调度，相应时间为分钟级。 3.微电网的控制 微电网控制功能基本要求包括：新的微电源接入时不改变原有的设备，微电网解、并列时是快速无缝的，无功功率、有功功率要能独立进行控制，电压暂降和系统不平衡可以校正，要能适应微电网中负荷的动态需求。微电网的控制功能主要有以下几种：（1）基本的有功和无功功率控制（P-Q控制）。由于微电源大多为电力电子型的，因此有功功率和无功功率的控制、调节科分别进行，可通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。 （2）基于调差的电压调节。在有大量微电源接入是用P-Q控制是不适宜的，若不进行就地电压控制，就坑内产生电压或无功振荡。而电压控制要保证不会产生电源间的无功环流。在大电网中，由于电源间的阻抗相对较大，不会出现这种情况。微电网中只要电压整定值有小的误差，就可能产生大的无功环流，使微电源的电压值超标。由此要根据微电源所发电流是容性还是感性来决定电压的整定值，发容性电流时电压整定值要降低，发感性电流时电压整定值要升高。 （3）快速负荷跟踪和储能。在大电网中，当一个新的负荷接入时最初的能量平衡依赖于系统的惯性，主要为大型发电机是惯性，此时仅系统频率略微降低而已（几乎无法觉察）。由于微电网中发电及的惯量较小，有些电源（如燃料电池）是响应时间常数又很长（10～200s），因此当微电网与主网解列成孤岛运行时，必须提供蓄电池、超级电容器、飞轮等储能设备，相当于增加一些系统的惯性，才能维持电网的正常运行。 （4）频率调差控制。在微电网成孤岛运行时，要采取频率调差控制，改变各台机组承担负荷比例，已使各自出力在调节中按一定的比例且都不超标。 4.微电网的保护 微电网结构对继电保护提出了一些特殊的要求，必须考虑的因素主要有以下几点：①配电网一般是放射形的，由于有了微电源，保护装置上流经的电流就可能有单向变为双向；②一旦微电网孤岛运行，短路容量会有大的变化，影响了原有的某些继电保护装置的正常运行；③改变了原有的单个分布式发电接入电网的方式，构成微电网的初衷之一是尽可能地维持一些重要古河在电网故障时能正常运行而不使其供电中断，这些必须采用一些快速动作的开关，以代替原有的相对动作较慢的开关。这些均可能使原有的保护装置和策略发生变化。 5.微电网的并网运行 要根据微电网中负荷的需求来确定保护的方案，也即要根据负荷（如半导体制造工业负荷或一般商业性负荷）对电压变化的敏感程度和控制标准来配置保护。如故障发生在配电网中，则要采用高速开关类隔离装置（Separation Device，SD），将微电网中的重要敏感性负荷尽快地与故障隔离。此时，微电网中的DR（或DER）是不应该跳闸是，以确保故障隔离后仍能对重要负荷正常供电（供热）。当故障发生在微电网中时，除了上述隔离装置协调，以免影响上一级馈线负荷。一旦配电网恢复正常，就应通过测量和比较SD量测电压的幅值和角
浅谈微电网技术的发展及应用 伴随着科学技术的不断发展，我国的各行各业都取得了长足的进步。尤其是自改革开放以来，我国的社会经济飞速发展，国民经济和人们的生活水平都取得了进步。作为国民基础行业的电力行业，在国民经济的发展中起着举足轻重的作用。近年来，微电网技术的发展与应用为电力技术的创新发展提供了新的方向，尤其是分布式发电的开发与利用，在很大程度上利用了可再生能源，减少了不可再生能源的消耗，对能源保护有着重要的现实意义。文章从微电网技术基础的背景和意义出发，分析了现阶段微电网技术的发展和应用，希望能够为今后微电网技术的进一步发展提供一些借鉴，仅供参考。 标签：能源；分布式发电；微电网 引言 新技术革命要求世界各国改变能源结构，开发可再生资源、清洁能源，以缓解现阶段世界各国能源枯竭、环境污染的严重问题，实现可持续发展。能源问题是世界各国面临的主要问题，尤其是我国，作为人口大国，对能源的需求更加紧迫，这是我国日后经济发展面临的严峻的挑战，相关部门应该加强对可再生能源和清洁能源的开发与利用，为今后的经济发展打下坚实的基础。电能作为人们日常生活中最常接触的能源，进行电能的进一步开发与利用迫在眉睫，微电网技术在很大程度上解决了这一问题，下面就微电网技术进行简要分析与介绍。 1 微电网提出的背景和意义 分布式发电是分散供电，以分散的方式为用户和设备提供电能，在實际的应用过程中，分布式发电一般用于小型或小区域的供电需求范围内。因为分布式发电的规模较小，电能的产量较低，一般情况下能够充分的利用太阳能、风能、潮汐能等可再生的、清洁的能源，对能源的再次开发与利用十分有益。 分布式发电有有利的一面和不利的一面。在分布式发电为人们的生产与生活提供清洁电能的同时也相应的带来了一些不利的影响。为了应对分布式发电带来的不利影响，可以将分布式发电以及负荷共同作为配电子系统，从而进行发电。在这个基础上一些相关的研究者根据分布式发电技术和分布式储能技术的应用与发展，并结合现阶段日益提高的用电需求和电力供应系统的发展方向和趋势提出了微电网技术的概念。 微电网与大电网相比具有鲜明的特点，尤其是在故障发生时，大电网经常处于瘫痪状态，而微电网还能维持内部的供电，并且在故障清除后可以自行恢复电能的供应，这是大电网所不具备的性能，这是因为微电网技术是单一受控的，不受其他供电单位的影响。所谓的微电网技术是以可再生能源为电能的供应能源，并能够将一定区域内的用电设备连接起来，进而为用户提供电源，这个微电网可以与公共大电网相连接，形成一个统一的供电系统。微电网技术能够在一定程度
辽宁工业大学《智能电网》结课作业题目：中国智能电网发展概况 专业班级：电气121班 学号：120303007 学生姓名：邢煜奇
中国智能电网发展概况 近年来．我国经济发展迅速，电力需求同益增强，在电网建设与改造上投入了大量资金，电网的覆盖面、供电能力以及设备的数字化程度都有了大幅度的提高。根据我国能源资源的分布特点和国家发展战略部署，我们必须建设中国特色的坚强智能电网。 2010年3 月，“加强智能电网建设”被写入2010 年《政府工作报告》，这标志着中国智能电网进入快速发展阶段。国家电网和南方电网主要负责我国智能电网的建设。其中国家电网将在智能电网调度技术支持系统、智能变电站、电动汽车充电设施、用电信息采集系统、“多网融合”等五项试点工程建设上实现突破。近年来，随着国民经济的持续健康发展，社会生产生活方面对用电数量需求和质量需求都提出了更高的要求。因此，电网建设投资连年维持在一个较高的水平。根据国家电网和南方电网公布的“十二五”规划，“十二五”期间我国电网建设投资总额将达到约4 万亿元，其中国家电网投入约3.45万亿元，南方电网投入约4,000 亿元。 与欧美国家相比，中国的智能电网覆盖面更为全面，是调度、发电、输电、变电、配电、用电六大环节的整体升级。美国的智能电网主要在配网层，特别强调的是用电智能化，智能电表系统的构建是重中之重。欧洲则主要强调分布式能源的接入，包括新能源和储能系统的使用，电力电子技术的发展是关键。 ①国家电网 2010 年5 月，国家电网首次向社会公布了我国智能电网的发展计划，并初步披露了建设时间表。根据这项计划，智能电网在中国的发展将分三个阶段逐步推进 2009-2010 年是规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点；2011-2015 年是全面建设阶段，将加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016-2020 年是引领提升阶段，将全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力将大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电能表普及应用。到2020 年，可全面建成统一的“坚强智能电网”根据国家电网的智能电网规划，在智能电网各环节投资分布方面，用电环节占智能化投资比重最高，达到30.8%，主要是用电信息采集等项目的建设规模较大。其次是配电环节，占23.2%，变电环节占19.5%，主要由于配电自动化、智能变电站新建和改造等项目的建设规模较大。 国家电网“十二五”智能电网投资总额约2,860 亿元，投资范围包括了发电、输电、变电、配电、用电、调度和通信信息等7 个环节。相比“十一五”示范阶段的年均投资，“十二五”期间年均投资同比增长294%。其中，用电环节投资比重较高。
微网政策解析 一、微网认定标准 1、微型，一般在35kV及以下，系统容量（最大用电负荷）原则上不大于20MW。 2、清洁，电源以可再生能源为主50%以上，或天然气多联供系统综合能源利用效率在70%以上。 3、自治，微电网内部具有保障用电负荷与电气设备独立运行的控制系统，具备电力供需自我平衡运行和黑启动能力，独立运行时能保障重要负荷在一段时间内连续供电（不低于2小时）。微电网与外部电网的年交换电量一般不超过年用电量的50%。 4、友好，微电网与外部电网的交换功率和交换时段具有可控性，可与并入电网实现备用、调峰、需求侧响应等双向服务，满足用户用电质量要求，实现与并入电网的友好互动，用户的友好用能。 二、微网交易要求 1、与外部电网的电力交易 微电网运营主体负责按照市场规则参与电力市场交易，承担与外部电网交易电量的输配电费用。
2、微电网内部交易 鼓励微电网内建立购售双方自行协商的价格体系，构建冷、热、电多种能源市场交易机制。 3、备用容量费。 由微电网运营主体根据微电网自平衡情况自主申报备用容量，统一缴纳相应的备用容量费用。 4、售电业务 微电网内部源网荷可由不同投资主体建设，但须具有统一的运营主体，作为第二类售电公司，开展售电业务。 三、微网政策支持 1、微电网内部的新能源发电项目建成后按程序纳入可再生能源发展基金补贴范围，执行国家规定的可再生能源发电补贴政策。鼓励各地政府对微电网发展给予配套政策支持。 2、鼓励微电网项目单位通过发行企业债券、专项债券、项目收益债券、中期票据等方式直接融资，参照《配电网建设改造专项债券发行指引》（发改办财金【2015】2909号），享有绿色信贷支持。 3、省级能源管理部门应会同相关部门研究制定微电网所在地区需求侧管理政策，探索建立微电网可作为市场主体参与的可中断负荷调峰、电储能调峰、黑启动等服务补偿机制，鼓励微电
浅析智能电网的应用与发展 随着我国经济的发展，科学技术的进步，电力需求正在以一种快速增长的形势进行发展，以往的区域性传统能源发电已经满足不了当今社会的新需求，各地区生产力发展和资源不平衡的情况越来越突出。所以，为了进一步的应对经济发展新情况，我们必须进一步的发展智能电网。此文，将进一步的分析智能电网的概念和特征，总结和提出智能电网的应用和进一步的创新。希望能够进一步的推动我国电力发展，更好的应用智能电网，更好的为经济发展提供动力。 标签：智能电网;国民经济;电力发展 引言：随着国民经济的发展，社会对于电力的需求也越来越大，电网规模日趋扩大，结构越来越复杂。电力用户对于电力的要求也随之增高，对其稳定性和质量有了新的要求。若电网发生故障，导致非正常停电的话，将会导致极大的损失，也给用户财产安全带来不良影响。现阶段科技的发展，智能电网的发展，提高了电力系统的稳定性和优化性，此文将进一步的分析智能电网的应用和发展。 一、概念综述 在进行调查研究之前，我们要对研究主体有一个清晰的认识，了解研究主体的含义，从而更好的进行系统的分析。 （一）智能电网 目前，随着时代的发展，世界政治局势以及能源发展的变化，人们对于电网的定位进行了新的思考，对于未来电网的发展模式提出了新的积极意义的探索，从目前来看，智能电网将进一步的利用传感技术，以及信息通信、自动化、能源电力还有电网基础设备组建一种新型的现代化电网模式。然而，不同的国家以及大型企业也根据自身发展的情况和自身需求对于电网提出了不同的见解。在争议中达成了共识，也就是智能电网是一种能够最大程度实现电网优化、资源优化，实现电力自身可持续发展的一种设施，对于人类社会的发展有着重要的意义。 （二）智能电网的应用特性 1.稳定性 智能电网的电力网络体系分布比较合理，其保护措施也比较到位，电压等级能够协调发展，其具有更加完善的动态稳定性以及静态稳定性。智能电网能够在发生特殊情况下仍旧保持着供电能力，不会出现大面积的用电事故。其也能够在自然灾害下以及受到攻击情况下保持着供电工作，尽可能的保持电力信息的安全和相关人员的财产安全，维持电力的稳定性[1]。 2.兼容性
智能电网的愿景概述 佘曦超陈晨李阳罗俊鹏 （东南大学江苏省南京市） Development Trend of Smart Grid SHE xi-chao CHEN chen LI yang LUO jun-peng （Southeast university Nanjing Jiangsu province） ABSTRACT: Smart Grid has become a hot topic in recent years when it comes to the development trend of grid at home and abroad. However, there is not a unified definition of the smart grid up to now. It is considered in this paper that smart grid includes features such as flexible, clean, secure, economic, friendly and so on, combining the energy technology and information technology, highlighting the interaction and response between the user side and the grid side. And we predict five trends of the development of smart grid in this paper. It is no doubt that smart grid will lead a new industrial revolution, and China should seize the opportunity to play a lead role in this field. KEY WORDS: smart grid; interaction; response; development trend; industrial revolution 摘要：智能电网已经成为近年来国内外有关电网发展趋势的热门话题，关于未来智能电网的形态，世界上尚未有统一定论。本文认为智能电网是能源技术和信息技术的高度结合，具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能，突出了用户侧和电网侧的互动和响应，并提出了对未来智能电网的五点的愿景。智能电网必将引领新的一场产业变革，中国应该抓住后发国家优势，成为未来智能电网的引领者。 关键词：智能电网；互动；响应；愿景；产业变革 引言 随着全球资源环境压力的不断增大，社会对环境保护、节能减排和可持续性发展的要求日益提高。同时，电力市场化进程的不断推进以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，要求未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应，能够适应多种能源类型发电方式的需要，能够更加适应高度市场化的电力交易的需要，能够更加适应客户的自主选择需要，进一步提高庞大的电网资产利用效率和效益，提供更加优质的服务。为此，以美国和欧盟为代表的不同国家和组织不约而同地提出要建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网，将智能电网视为未来电网的发展方向。 而在当前的国内外经济社会形势下，建设中国智能电网对于促进节能减排，发展低碳经济，拉动内需，带动相关产业发展，改善民生，保障经济社会和谐发展具有重要意义，成为国家能源战略的必然选择。 目前中国正在建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制等技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的坚强智能电网。预计到2020年后，智能电网将逐步进入成熟模式，
第42 卷中国电力电力系统 （微电网及分布式发电专栏） 微电网技术及发展概况 左文霞，李澍森，吴夕科，程军照 （国网电力科学研究院，湖北武汉430074） 摘 要：分布式发电以其投资省、发电方式灵活且不污染环境等优点，在全球范围内引起了越来越多的关 注。微电网能以更具弹性的方式协调分布式电源，从而充分发挥分布式发电的优势。介绍分布式发电及微电网领域研究的诸多问题，讨论微电源、储能装置、逆变装置及隔离装置中需要研究的问题，并从电力系统应用的角度分析微电网的控制和保护、安全稳定运行、电能质量、运行及接入标准等问题。对分布式发电及微电网研究领域未来的研究方向进行总结和展望。 关键词：分布式发电；微电网；配电网；安全稳定性；电能质量中图分类号：TM727；TP277 文献标识码：A 文章编号：1004-9649（2009）07-0026-05 收稿日期：2009-02-05 左文霞（1985—），女，湖北仙桃人，硕士，助理工程师，从事配电系统相关方向研究。E -mail ：zuowenwen1985@https://www.doczj.com/doc/2e17924847.html, 0引言 微电网是由一系列分布式发电（Distributed Generation ，DG ）系统、储能系统和负荷组成的微型 电力网，根据需要可选择与配电网并网运行也可选择独立运行。相对传统的输配电网，微电网的结构比较灵活。网内微电源与用户直接相连，安装在用户区域，由电力电子技术提供所需要的控制和接口。微电网系统与外部电网通过隔离装置连接。网内潮流和电压控制器通过能量管理系统在允许的范围内调节潮流和母线电压。当负载变化时，本地微电源自行调节功率输出。正常工作模式下，微电网与公共系统并联运行，可以通过合理的控制使得微电网相当于配电网的一个恒定负荷；当公共系统出现故障或者电能质量达不到要求时，微电网可以通过隔离装置与外部电网隔离而孤立运行。故障清除后，微电网需平滑与外部电网重新同步，实现正常并网运行［1］。 近年来，欧洲、美国、日本、加拿大等国都已开展微电网研究开发及示范工程建设工作［2］。目前，国内多在分布式发电和分布式储能方面开展研究。对分布式发电运行的研究，多与配电系统相联系，研究分布式发电在电力系统中的应用等，对微电网的研究基本处在起步阶段。 1需要研究的问题 1.1微电源 1.1.1分布式电源与分布式储能技术 分布式电源主要包括可再生能源发电设备，如太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机和内燃机等。可再生能源一般都有分散性和规模不大的特点，且受到自然条件的制约，因而需要储能装置储存其富裕能量。另外，基于逆变器的分布式发电装置没有大型的转子因而不能满足瞬时功率变化的要求，包含大量微电源的微电网系统运行在孤岛模式下需要有储能装置来保证能量平衡［3］。目前用于电力系统的储能技术主要有超导储能、蓄电池储能、超级电容器储能和飞轮储能等。 储能有多种形式，如在每个微电源的直流母线上安装储能电池组或者超级电容器，直接连接交流储能装置（带逆变器的交流电池组、飞轮）等，需要根据系统稳定的需求来选择储能方式。美国电能可靠性技术解决方案研究协会（CERTS ：the Consortium for Electric Reliability Technology Solutions ）研究的微电 网通过在每个微电源的直流侧母线上安装直流储能装置来保证供电可靠性，同时，安装一个附加电源，从而保证任一元件故障时微电网仍然能正常运行［4］。 1.1.2电力电子接口 微电源通过电力电子装置与微电网连接或隔离，各DG 单元均由电力电子装置提供所需要的控制接口。 （1）DG 与微电网连接的逆变装置：大多数DG 装置接入交流系统时，需要相关的逆变、整流及滤波装置。DG 逆变器的主回路控制上具有如下环节：a.内环电流/电压控制回路；b.外环有功、无功功率控制回路；c.DG 与外部电网的同步控制；d.保护及故障短路的电流抑制功能［1］。通过对基于电压源逆变 中国电力ELECTRIC POWER 第42卷第7期2009年7月 Vol ．42，No．7 Jul.2009
微电网技术研究与发展 ---wjh 整理能源是现代社会和经济发展的动力，是人类生命存在和繁衍的生命线。传统化石能源的逐步耗竭，使能源危机已逐步逼近。中国21世纪的能源工业将是能源资源利用与环境保护可持续发展的改造型新工业，因此，合理调整能源结构，大力开发可再生能源和其它新能源，走多元化洁净能源发展道路，是我国社会可持续发展的必由之路。 微电网是一种新型的网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效的方式，使传统电网向智能电网过渡。 1. 微电网的含义与研究动态 目前世界上许多国家己开展微电网研究，立足于本国电力系统的实际问题提出了各自的微电网概念和发展目标。作为一个新的技术领域，微电网在各国的发展呈现不同的特色。 1.1美国微电网的研究 ERTS(Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)合作组织由美国的电力集团、伯克利劳伦斯国家实验室等研究机构组成的，在美国能源部和加州能源委员会等资助下，对微电网技术开展了专门的研究。CERTS定义的微电网基本概念：这是一种负荷和微电源的集合。该微电源在一个系统中同时提供电力和热力的方式运行，这些微电源中的大多数必须是电力电子型的，并提供所要求的灵活性，以确保能以一个集成系统运行，其控制的灵活性使微电网能作为大电力系统的一个受控单元，以适应当地负荷对可靠性和安全性的要求。CERTS定义的微电网提出了一种与以前完全不同的分布式电源接入系统的新方法。传统的方法在考虑分布式电源接入系统时，着重在分布式电源对网络性能的影响。按传统方法当电网出现问题时，要确保联网的分布式电源自动停运，以免对电网产生不利的影响。而CERTS 定义的微电网要设计成当主电网发生故障时微电网与主电网无缝解列或成孤岛运行，一旦故障去除后便可与主电网重新连接。这种微电网的优点是它在与之相连的配电系统中被视为一个自控型实体，保证重要用户电力供应的不间断，提高供电的可靠性，减少馈线损耗，对当地电压起支持和校正作用。因此，微电网不但避免了传统的分布式发电对配电网的一些负面影响，还能对微电网接入点的配电网起一定的支持作用。 1.2欧洲微电网的研究 欧洲提出要充分利用分布式能源、智能技术、先进电力电子技术等实现集中供电与分布式发电的高效紧密结合，并积极鼓励社会各界广泛参与电力市场，共同推进电网发展。微电网以其智能性、能量利用多元化等特点也成为欧洲未来电网的重要组成。目前，欧洲已初步