直流微电网保护技术综述

直流微电网的效率和经济性直流微电网是一个以直流电为基础的分布式能源系统，其优点在于能够提高能源利用率、减少能源损耗、减少环境污染、提高电网运行的稳定性等。

直流微电网的效率和经济性备受关注。

直流微电网的效率方面。

相比于交流微电网，直流微电网具有更高的传输效率。

传统的交流输电系统存在着输电损耗大、电能损耗严重的问题，特别是在长距离输电的过程中，交流电能的损失更加明显。

而直流微电网的特点是能够减少线路上的电能损耗，因为直流电能传输时的线损更小，电能损耗更低。

直流微电网的能源转换效率更高。

由于直流微电网系统内的各种设备，如太阳能电池板、风力发电机等都是以直流电为输入，所以不需要进行交流电转直流电的操作，因此能够提高能源转换的效率。

直流微电网还具有较高的电能存储效率。

传统的交流微电网在进行电能存储时需要进行电能的转换和反转换，从而会造成能量的浪费。

而在直流微电网中，直接将太阳能或者风能转化为直流电存储在电池中会更加高效，减少电能转换过程中的能量损耗。

直流微电网的经济性方面。

直流微电网在建设和运营成本上更加经济。

在建设方面，直流微电网所需的设备更加简单、小型化，相比于传统的交流微电网，建设成本更低。

且在维护和运营上也更加节省成本。

在能源定价和管理上，直流微电网也更加经济。

由于直流微电网系统中的各种能源设备都是通过直流电连接，因此可以更加容易地实现对能源的定价和管理。

这样一来能够更好地控制系统内的能源利用和分配，提高了能源的利用效率和经济效益。

直流微电网的投资回报周期也更短。

相较于传统的交流微电网，直流微电网的建设和运营成本更少，因此投资回报周期更短，更有利于资金的回笼。

直流微电网的效率和经济性明显优于传统的交流微电网。

由于直流微电网能够减少能源损耗、提高能源转换效率、降低系统建设和运行成本，因此更加适合于解决当今能源资源供应和环境保护的问题。

要实现直流微电网的效率和经济性，还需要进一步研究和探索。

比如在直流微电网的设计和优化上还需要对发电、储能、负荷、传输等多方面进行深入研究，从而保证其在实际应用中的效率和经济性。

高压直流输电线路继电保护技术综述摘要：随着经济的发展和社会的进步，人们对用电的需求越来越高，高压直流输电线路得到了广泛的应用，相较于其他输电线路而言，高压直流输电线路有着联网方便、容量大等优势。

而高压直流输电线路的继电保护技术一直是人们关注的焦点。

本文从当前高压直流输电线路继电保护存在的问题分析入手，研究了具体的继电保护技术，旨在保证高压直流输电线路的安全、稳定运行。

关键词：高压直流；输电线路；继电保护技术一、当前高压直流输电线路继电保护问题分析1.1可靠性差、理论不完备从当前高压直流输电线路继电保护技术的原理上来看，继电保护还存在着可靠性差以及理论不完备的问题。

高压输电线路的主保护灵敏度较低，故障投入时间较短，同时对于采样率有着较高的要求，有些高压输电线路的继电保护的抗干扰能力也较差。

而对于后备保护来说也存在着一定的问题，其中差动保护灵敏度较差，保护动作所需时间较长，而低压保护不仅灵敏度较差，同时缺乏整定依据，这就影响了低压保护的选择性。

1.2保护种类单一，缺乏保护原理从高压输电线路继电保护的配置上来看，当前其继电保护种类还比较单一，可靠性问题一直没有解决，在发生故障之后，难以形成有效的应对故障的保护原理。

高压直流输电和高压交流输电的本质区别在于能量集中频带的差异性，在其他方面则没有明显差异，而交流输电的继电保护则有着可靠性高、对采样率要求低等优点，因此在设计高压直流输电线路继电保护的过程中可以积极借鉴交流输电继电保护的配置形式。

二、高压直流输电线路继电保护的影响因素2.1电容电流高压直流输电线路电容大、波阻抗小以及自然功率小的特征，这就给差动保护整定带来较大的影响，为了保障高压直流输电线路运行的安全性与稳定性，必须要对电容电流采取科学合理的补偿措施。

此外，在分布电容因素的影响下，一旦高压直流输电线路运行出现故障，故障距离与继电器测量阻抗之间的线性关系就会发生改变，成为双曲正切函数，此时，就不能使用传统继电保护措施。

探讨直流配电网保护技术摘要：虽然目前交流配电系统依旧是配电网中的主流，但实际上直流配电网也逐渐成为了电网发展中的一个重要研究课题。

与交流配电网相比，直流配电网的故障特征有着很大的差异，交流配电系统相关的保护技术在直流配电网中很难发挥效用，研究直流配电网的保护技术成为了关键所在。

本文主要探讨的是探讨直流配电网保护技术。

关键词：直流配电网；保护技术；故障检测；故障定位；故障恢复随着射虎经济的不断发展，人们对电能的需求量越来越大，对配电网的要求也越来越高，交流配电系统已经很难满足人们在生产生活中的用电需求了，直流配电网逐渐成为了配电系统的主力军。

但就目前的实际情况来看，直流配电网依旧存在着很多的故障，但是交流配电网的保护技术并不能对直流配电网进行有的保护，因此直流配电网的保护技术成为了电力企业重点关注的课题。

1、直流配电网拓扑结构概述图1所示的± 10 kV 直流配电网拓扑结构是本文研究直流配电网保护技术的实例。

在图中可以看出，网络拓扑属于双端型供电，不存在环流问题并且具有较高的可靠性。

直流配电网本身电压等级低、容量小的特点也使得成本低、控制简单、可靠性高的两电平VSC成为了换流器拓扑的首选，接线方式则是结构简单、经济性好、应用广泛的对称单极方式。

同时，在运用直流配电网拓扑结构的过程中，为了保证不会因单机接地故障引起严重过流，还会采用直流电容器中性点高阻接地方式，兼顾系统的经济性和可靠性。

2、保护关键问题与技术难点换流站保护、直流网的保护及负荷分支保护是直流配电网保护的三种主要方式，在这其中换流站保护技术与已有直流系统区别不大，负荷分支保护主要在直流配电网的末端。

根据图1所示不难看出，当直流配电网出线1 的区段2 发生双极短路故障时，可以通过出线1两端的直流断路器处的相关保护设备对故障进行检测，快速反应并切断故障电流，防止故障危害的进一步扩大。

直流线路双极故障的特征比较复杂，首先直流侧的电容器导致的故障会呈现出电流伤身速度快，暂态分量丰的状态；其次，交流侧换流电抗器中的电感元件发生故障会呈现出暂态过程持续时间较长的状态；其三，配电网中存在稳态故障电流时，线路电感很难对其产生影响，会呈现出稳态故障电流幅值较大的情况。

微电网中光伏发电直流电网系统的文献综述引言：随着对可再生能源的需求不断增加，微电网系统作为一种能够提供可靠电力供应的解决方案，受到越来越多的关注。

光伏发电作为一种绿色、清洁的能源形式，被广泛应用于微电网系统中。

本文将对微电网中光伏发电直流电网系统的相关文献进行综述，介绍其原理、技术特点以及应用现状。

一、光伏发电直流电网系统的原理1.1 光伏发电原理光伏发电是利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的一种方式。

当光照照射在光伏电池上时，光子的能量被转化为电子的能量，并通过电池内部的半导体材料在正负极之间产生电压差，形成电流。

1.2 直流电网系统的原理直流电网系统是将光伏发电产生的直流电能直接输送到负载端使用的一种电力系统，与传统的交流电网系统不同。

直流电网系统主要由直流发电机、电力电子设备和直流负载组成，通过直流配电线路进行电能传输。

二、光伏发电直流电网系统的技术特点2.1 高效性光伏发电直流电网系统采用直流输电方式，避免了光伏发电与交流电网之间的能量转换损耗，提高了能源利用效率。

此外，系统中的电力电子设备具有高效率转换能力，进一步提高了光伏发电系统的整体效率。

2.2 稳定性光伏发电直流电网系统通过电力电子设备实现了高精度的电压和频率控制，减少了电能传输过程中的功率波动和电压波动，提高了系统的稳定性和可靠性。

同时，系统中的电力电子设备还可以实现对电能的调节和储存，确保电力供应的稳定性。

2.3 灵活性光伏发电直流电网系统可以实现微电网系统的灵活配置。

由于直流电能的易于控制和调节特点，可以根据实际需求将光伏发电系统与其他能源系统（如风力发电和储能系统）相结合，形成混合能源微电网系统，提高能源利用效率并实现能源多样性。

三、光伏发电直流电网系统的应用现状3.1 微电网建设在一些边远地区、岛屿以及无电区域，光伏发电直流电网系统已经成为一种常见的微电网建设方案。

通过利用太阳能光伏发电系统并采用直流电网系统进行电能传输，可以满足这些地区的电力供应需求。

2020年第4期浅谈直流微电网及保护方案吴佳骜，王世荣，樊宇盛（长春工业大学，吉林长春130012）摘要：在分布式发电系统快速发展的今天，人们对电能的质量需求越来越高，微电网的产生开始受到了人们的关注，并从实验室走到了实际应用之中。

由于直流负载可以直接接入微电网，这使得微电网的保护成为微电网系统大规模发展中的重要问题之一。

文章首先分析了微电网的模块结构，并对两种保护方案进行简单分析，最后对微电网及保护的发展进行总结和展望。

关键词：微电网；结构；保护方案随着当今社会经济、科技、文化水平的提高，我国分布式发电系统有了很大发展，人们对供电网能力的要求也显著提升，微电网系统也就应运而生。

作为一种能源网络，它可以更高效、更稳定地为用户提供和保障用电需求，也可以为用户提供供热需求。

智能微电网作为一种新型的能源体系系统，在未来的发展中具有极大的潜力和应用前景。

1直流微电网直流微电网结构模块如图1所示。

图1直流微电网结构图由直流微电网的结构图可以看出，在电压匹配的情况下，直流负荷可以直接接入，大多数组成元件可以通过并网变流器接入直流母线，在微电网系统中，通过控制母线电压使其稳定，即可实现其内部的有功功率平衡。

电源模块通常包含新能源发电系统和电力电子变流器，发电后通过变流器输送到直流微电网中；储能模块由储能装置（如蓄电池、超级电容等）通过变流器接入直流系统中，当系统负载功率或电源功率由微小波动时，储能模块可以通过快速地充放电来维持系统的功率平衡，弥补分布式电源模块发电的不稳定性[1]；负载模块可为直流或交流的不同电压等级的负荷，变流器能将母线上的直流转换成负荷所需的电流形式和电压等级[2]；交流系统主要为直流系统提供稳定的电压与电能，直流微电网可根据情况将交流模块开启或关闭以使系统工作在并网或孤岛模式下[2-3]。

直流微电网与交流微电网相比较，有如下优点：①在相同投资建设的情况下，直流微电网提供电能的能量和效率高。

●广东电网已成功完成我国首例直流微网系统测试，这次测试填补了行业内相关领域的空白，为微网技术标准制 定提供了可靠数据和实践依据。
2015
●由浙江省电力公司承担的国家863项目“高密度分布式能源接入交直流混合微电网关键技术”正式启动，项目 主要围绕高密度分布式可再生能源接入，重点攻克交直流混合微电网系统的网架配置优化、稳定控制等理论与技 术难点。 ●国家863课题项目--绍兴上虞交直流混合微电网示范工程完成可研评审。该项目研究在国网公司系统内属先例， 其难点在于交直流混合系统的优化协调运行、大型电力电子变压器研发以及微电网高级能量管理技术。
(a)
(b) 图3.1.1 单母线结构
3.1.2
双层式母线结构
双层式母线结构：是指直 流微电网中含有2个直流母 线电压等级。用变换器将 高压直流母线电压转换为 较低电压。 特点： ①可以提高低压设备供电 的安全性 ②减小电源适配器的体积 ③相比单母线结构适用于 用电设备电压等级相对单 一的场合，对于具有多种 电压等级用电设备的情况， 双层式母线结构更为合适。
2003年，NEDO与日本经 济、贸易和工业部共同着手于 可再生能源和本地配电网之间 互联的3个微电网测试平台。 微电网项目选址在八户、青森、 爱知和京都四地，主要的成果 是开发了最佳的运行和控制系 统。
2.2 日本直流微电网发展
日本对直流微电网的研究主要集中于家庭领域。
2004
日本东京工业大学、大阪大学等机构提出了一 种双极结构的直流微电网配电系统构想，并实 现了一套10kW直流配电系统样机。
2014
美国EMerge Alliance 公司与当地组织合作，开始向东 南亚推广直流微电网。
2.2 日本直流微电网发展
日本在国内能源日益紧缺、负荷日益增长的背景下、也展开了微电 网研究、但其发展目标主要定位于能源供给多样化、减少污染、满足用 户的个性化电力需求。 日本政府专门成立了新能源与工业技术发展组织（NEDO）来较好 利用新能源，它负责统一协调国内高校、企业与国家重点实验室对新能 源及其应用的研究。

直流微电网技术在供配电系统中的可行性和经济性分析引言：随着能源消耗和环境污染问题的日益突出，人们对可再生能源和能源变革的需求也越来越迫切。

直流微电网技术作为一种新兴的供配电系统解决方案，近年来受到了广泛关注。

本文将对直流微电网技术在供配电系统中的可行性和经济性进行分析，旨在评估其应用于实际情况的潜力和优势。

一、直流微电网技术的可行性分析1. 增强电力系统的稳定性和可靠性直流微电网技术通过降低传输损耗、提高系统容错能力和并网能力，能够增强电力系统的稳定性和可靠性。

由于直流微电网不受交流电系统频率限制，能够灵活调节电压和频率，能够更好地适应不同发电和负荷条件，从而有效提高供配电系统的可靠性。

2. 提供可再生能源的完全利用可再生能源如太阳能和风能产生的电力通常是直流形式，而传统的交流电网需要将其转换为交流电才能投入使用，这会有能量损失。

直流微网可以直接连接可再生能源发电设备和直流负载，避免了能量转换损耗，有效实现了可再生能源的完全利用。

3. 实现微电网的独立运行直流微电网技术能够实现微电网的独立运行，减少与传统电网的依赖。

在一些偏远地区或岛屿等特殊环境下，直流微网可以更好地满足供电需求，降低电网建设和维护成本，提高供电可靠性。

二、直流微电网技术的经济性分析1. 降低能源损耗和成本直流电能在输送过程中的能量损耗较小，相比传统的交流输电系统，使用直流微电网技术能够减少输电损耗，提高能源利用效率。

此外，直流微电网技术能够更好地适应分布式发电和电动车充电设备的需求，进一步提高能源利用率，从而降低能源成本。

2. 减少电网建设和维护成本直流微电网技术能够实现局部电网的独立运行，减少了对远程传输线路和变电站等设施的需求，降低了电网建设和维护成本。

此外，直流微网还可以通过能量管理和电价优化等功能，实现对电力市场的灵活参与，进一步提高经济性。

3. 推动可再生能源发展和能源转型直流微电网技术的应用可以有效解决可再生能源的接入和消纳问题，推动可再生能源的发展和利用。

微电网中光伏发电直流电网系统文献综述引言随着能源需求的增加和环境保护意识的崛起，清洁能源的利用成为了一个重要的话题。

光伏发电作为一种可再生能源的代表，在发电领域中占据着重要地位。

然而，传统的交流电网系统却存在能源传输损耗高、系统稳定性差等问题。

为了解决这些问题，微电网中光伏发电直流电网系统应运而生。

本文将对相关文献进行综述，以深入了解光伏发电直流电网系统在微电网中的应用和发展。

光伏发电直流电网系统的基本原理光伏发电直流电网系统是一种以直流为基础的能源传输系统，与传统的交流电网系统相比，具有许多优势。

首先，由于太阳能发电是一种直流发电方式，光伏发电直流电网系统能够有效地减少能源传输过程中的能量损失。

其次，直流电网系统相较于交流电网系统更加稳定，具有更好的电压调节能力和电流传输能力。

除此之外，光伏发电直流电网系统还可以更好地适应微电网系统中的多种发电源接入和储能设备的使用。

光伏发电直流电网系统主要由光伏发电阵列、直流-直流变换器、太阳能逆变器、电池储能系统和负载等组成。

光伏发电阵列负责将太阳能转化为电能，并将产生的直流电输送给直流-直流变换器。

直流-直流变换器主要负责调整光伏发电阵列输出的直流电的电压和电流，以适应不同的负载需求。

光伏发电直流电网系统中的太阳能逆变器负责将直流电转换为交流电，以供交流负载使用。

同时，电池储能系统能够将多余的太阳能储存起来，以应对夜晚或天气不良等情况下的能量需求。

光伏发电直流电网系统在微电网中的应用光伏发电直流电网系统在微电网中的应用具有重要的意义。

微电网是指由多种能源来源组成的小型能源系统，具有相对独立的供电能力。

在微电网中，光伏发电直流电网系统能够实现多种可再生能源的协同工作，并有效地提高能源利用效率。

此外，光伏发电直流电网系统还具有对于储能设备和智能电网等新技术的接入和应用的优势，使微电网系统更加智能化和可靠性更高。

随着清洁能源利用的推广和微电网系统的发展，光伏发电直流电网系统将迎来新的发展机遇。

直流配电网故障分析和继电保护综述摘要：直流配电网是未来城市配电网的重要组成部分，文章对目前国内外学者关于直流配电网方面的研究工作进行了综述。

首先分析了基于两电平VSC换流器和基于模块化多电平换流器的直流系统的故障特征，将故障过程划分为多个阶段，通过理论分析得到了各阶段的故障电流解析表达式。

其次介绍了各种适用于直流配电网的故障检测和定位原理，主要包括电压/电流保护、边界保护、纵联保护、分区保护、“握手法”等。

然后，通过对比采用交流断路器、利用换流器自清除能力和采用直流断路器的3种故障隔离方案，对直流配电网的故障隔离策略进行了分析。

最后从接地方式、保护与控制一体化、故障电流限制等方面，对配电网故障分析与处理的研究提出了建议。

关键词：直流配电网；故障分析；继电保护综述引言配电网中的故障恢复问题，是指配电网故障发生以后，经过故障定位和隔离，将故障排除，然后采用一系列的故障恢复策略，对配电网的联络开关及分段开关进行操作，将失电负荷转移到其他馈线或其他供电区域进行供电，快速有效的寻找到非故障区断的最佳恢复供电路径，完成配电网故障恢复的任务。

配电网故障恢复是一个多目标、多维数、多约束、多时段非线性的组态优化问题，是配电网故障自愈中的重要一环。

传统的交流配电网故障恢复问题是在系统允许的操作条件及电气约束下，利用网络重构将停电区域的失电负荷转供到正常供电线路上，恢复非故障区段的供电。

实际上，配电网调度员不仅需要快速有效的恢复供电，而且需要考虑开关操作寿命及有限的人力资源，要求开关操作次数尽量少。

目前国内外对故障恢复策略的研究主要针对交流配电网以及含有分布式电源的交流配电网，对含有直流配电线路的故障恢复研究还很少。

因此，本文提出含有直流配电线路的配电网故障恢复方法。

1概述柔性直流输电技术凭借其在传输容量、线损、可靠性以及有功和无功的独立灵活控制等方面的巨大优势，已经广泛应用于远距离大容量输电领域［1］。

而在电压等级较低的中低压配电网领域，直流配电技术虽然也具有可靠性高、线损小、便于光伏等分布式新能源接入等优点，但应用才刚刚起步，目前还仅应用于一些大规模工业园区、船舶供电、轨道交通等领域。

第一章引言随着电力需求的不断增长，集中式大电网存在一些弊端：成本高，运行难度大，难以满足越来越高的安全性和可靠性要求，尤其是近几年来世界范围内接连几次发生大面积停电事故以后，大电网的脆弱性充分暴露出来，国际上的专家得出一个结论——发展分布式电源比通过改造电网来加强更加简洁、快捷。

分布式发电具有污染少，能源利用率高、安装地点灵活等优点，与集中式发电相比，节省了输配电资源和运行费用，减少了集中输电的线路损耗。

随着分布式发电渗透率的增加，其本身存在的问题也凸显出来，分布式电源单机接入成本高、控制困难。

一方面，分布式电源相对大电网来说是一个不可控源，在分布式电源并网标准中规定：当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行，这就大大限制了分布式能源效能的充分发挥；另一方面，目前配电系统所具有的无源辐射状运行结构以及能量流动的单向、单路径特征，使得分布式发电必须以负荷形式并入和运行，即发电量必须小于安装地用户负荷，导致分布式发电能力在结构上受到很大限制。

随着新型技术的应用，尤其是电力电子接口和现代控制理论的发展，微电网的概念出现了。

微电网充分发挥了分布式发电的优势、消除分布式发电对电网的冲击和负面影响，是一种新的分布式能源组织方式和结构。

微电网将额定功率为几十千瓦的发电单元——微源（MS）、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个可控单一的单元，同时向用户提供电能和热能。

总之，对于电力企业，微电网可视为一个简单的可调度负荷，可以在数秒内做出响应以满足传输系统的需要；对于用户，微电网可以作为一个可定制的电源，以满足用户多样化的需求。

由于世界各国发展微电网的侧重点不同，所以对微电网的定义也有所差别。

以（CERTS）为例，微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，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，并提供必需的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并同时满足用户对电能质量和供电安全等要求。

微电网中光伏发电直流电网系统的发展与应用综述光伏发电作为可再生能源的一种重要形式，被广泛应用于微电网系统。

微电网指的是以可再生能源为主要能源供应的小型电力系统，具有自主控制能力和与传统电力网络互联的能力。

在微电网系统中，光伏发电直流电网系统具有许多优势，如高效能转换、可靠性、环保性等，因此在发展与应用上具有广阔的前景。

随着光伏发电技术的不断发展，微电网中的光伏发电直流电网系统也取得了显著的进展。

首先，光伏发电直流电网系统能够将太阳能直接转换为电能，不需要经过中间的能量转换装置，提高了能量转换的效率。

同时，由于光伏发电直流电网系统不需要使用变频器等设备进行能量转换，减少了能量传输过程中的能量损耗，提高了电能的利用率。

其次，光伏发电直流电网系统具有较高的可靠性。

传统的交流电网系统中，断路器、开关等设备容易引发故障和电弧故障，给电网的稳定运行带来一定的风险。

而直流电网系统中，由于没有交流电变化带来的压力和电弧故障的问题，具有更高的可靠性，减少了设备故障的概率，减少了对电网系统的维修和维护成本。

此外，光伏发电直流电网系统具有较小的电网损耗。

由于直流电能转换电能损耗要小于交流电能，在微电网系统中使用光伏发电直流电网系统能够减少电能的损耗，提高能源的利用效率。

同时，光伏发电直流电网系统还可以实现能量存储和调度，通过储能装置存储多余的电能，并在需求高峰时释放，平衡供需关系，提高电网的可靠性和稳定性。

此外，光伏发电直流电网系统对环境友好。

光伏发电不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，减少了对大气环境的影响。

光伏发电直流电网系统可以实现对电能的合理调度和管理，提高能源的使用效率，进一步减少对传统能源的消耗，促进可持续能源的发展。

综上所述，微电网中光伏发电直流电网系统具有高效能转换、可靠性、环保性等优势。

它是未来能源供应领域的重要发展方向之一。

在日益严峻的能源环境下，光伏发电直流电网系统有望成为微电网的核心组成部分，为能源供应的稳定性和可持续性作出重要贡献。

直流微电网
电气工程
目 录
1 . 直流微电网的含义 2 . 国内外直流微电网发展
3 . 直流微电网的关键技术
4 . 直流微电网的前景展望
1 直流微电网的含义
定义：直流微电网是以直流配电的形式，通过直流 母线很好地将各分布式电源融合起来并加以协 调控制，同时又能将直流电直接输送给对电能 质量要求高的直流负荷。
●2012年，由德国、荷兰等国的 高效和企业联合开展一项为期3 年的名为“DC Components and Grid”(DCC+G)的研究项 目，旨在通过高效的半导体和电 力电子技术，设计和发展380V 直流配用电系统的高能效建筑。
2.4 中国直流微电网发展
2013
●由深圳供电局承担的国家863项目“基于柔性直流的智能配电关键技术研究与应用”正式启动，研究重点集中 在以直流微电网为核心的低压直流配电网方面。
①交流型微电网
按配电方式划分为 ②直流型微电网
③交直混合型微电网
1 直流微电网的含义
交流母线
PCC 并网和孤岛模式切换
图1.1 交流型微电网
1 直流微电网的含义
PCC 直流母线
图1.2 直流型微电网
1 直流微电网的含义
直流母线
交流母线
PCC 图1.3 交直混合型微电网
1 直流微电网的含义
交流微电网
2014
●中丹联合研究国家政府间国际科技合作专项《智能直流微电网设计与实证》第一次中丹双方技术交流会在北京 召开。该项目中方由中国电科院、华北电力大学和丹方团队奥尔堡大学组成，旨在推动智能直流微电网技术在未 来住宅和工业园区等方面的发展和应用。
●厦门大学建立全国首个光伏发电/直流微电网珠海东澳岛微电网项目。

第43卷第13期电力系统保护与控制V ol.43 No.13 2015年7月1日Power System Protection and Control Jul. 1, 2015微电网保护研究综述周 龙，齐智平(中国科学院电工研究所，北京 100190)摘要：微电网的保护是微电网大规模发展过程中需要解决的关键问题之一。

由于微电网存在孤岛运行模式以及分布式电源的大量接入，导致其故障电流的特征不明显，使得配电网中传统的保护策略存在拒动或者误动的情况，国内外研究人员针对此问题展开广泛研究。

总结并分析了近年来微电网保护领域内的研究成果，首先梳理出微电网保护需要克服的难点和关键技术，然后将相关文献中采用的微电网保护方法分成七类，分别归纳了差动保护、过流保护、距离保护、自适应保护、基于电压量的保护、基于智能算法的保护以及故障电流补偿方法的技术特点和适用性。

最后，在结论部分给出了微电网保护技术的主要特点和未来发展趋势，为其后续研究和应用提供参考。

关键词：微电网；保护；分布式发电；孤岛；接地故障A review of the research on microgrid protection developmentZHOU Long, QI Zhiping(Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences (CAS), Beijing 100190, China)Abstract: Microgrid protection is one of the crucial problems to be solved during the rapid development of microgrid.Since microgrid has many distributed generations connected and is capable of operating in both grid-connected and islanded mode, no obvious features of its fault current can be observed which makes the traditional protection strategy in distributed grid refuse or mistake to respond to the fault. Researchers around the globe have engaged wide studies on this subject. This paper summaries and analyzes various study results in the microgrid protection area. Firstly, the technical challenges in microgrid protection are summed up. And then the existing protection techniques on microgrid are sorted into seven categories, which are differential protection, overcurrent protection, adaptive protection, voltage based protection, intelligent algorithm based protection and fault current compensation method. The benefits and drawbacks of each techniques are presented and discussed. Finally, the possible future trends of microgrid protection are concluded which would provide reference to the following studies in this field.Key words: microgrid; protection; distributed generation; islanding; ground fault中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-3415(2015)13-0147-080 引言风电和光伏等分布式电源的大量直接并网，将给配电网的运行控制和保护带来很多问题。

微电网中光伏发电直流电网系统文献综述引言随着能源需求的增加和传统能源资源的日益枯竭，可再生能源逐渐受到了人们的关注。

其中，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛的关注和应用。

在微电网系统中，光伏发电直流电网系统具有诸多优势，被认为是未来能源转型的重要方向之一。

本文将对微电网中光伏发电直流电网系统的研究进展进行综述，以期为相关领域的研究提供参考。

1. 微电网的概念与特点微电网是相对于传统大型电网而言的一种新型能源系统。

它由多种能源供给系统组成，例如光伏发电、风力发电、储能系统等，通过智能电网管理系统进行优化调度和控制。

微电网的特点包括：可靠性高、灵活性强、可持续发展等。

2. 光伏发电直流电网系统的优势光伏发电直流电网系统与传统交流电网系统相比，具有以下优势：•高效性：直流电网系统中，光伏发电系统不需要进行频率和相位的转换，减少了能量传输过程中的损耗，提高了能量利用效率。

•稳定性：直流电网系统能够在微电网之间实现稳定的能量传输，充分利用光伏发电的电能贡献。

•可持续发展：光伏发电直流电网系统利用可再生能源进行发电，具有无污染、可持续的特点，符合绿色能源发展的方向。

3. 光伏发电直流电网系统的关键技术光伏发电直流电网系统的实现需要解决一系列的关键技术问题。

下面列举了一些典型的关键技术：•直流-直流变换器：光伏发电系统产生的电能为直流电能，需要通过直流-直流变换器将其转换为适用于微电网系统的电能。

•能量存储技术：光伏发电系统产生的电能不稳定，需要通过能量存储技术解决能量平衡问题，提高系统的可靠性。

•智能电网管理系统：光伏发电直流电网系统需要通过智能电网管理系统对能量进行优化调度和控制，保证系统稳定运行。

•微电网互联技术：光伏发电直流电网系统需要实现微电网之间的能量互联互通，提高系统的可靠性和灵活性。

4. 微电网中光伏发电直流电网系统的应用案例目前，微电网中光伏发电直流电网系统已经在一些实际应用中得到了较好的应用。

另一种常见的混合控制策略是采用基于模型的预测控制（MPC）。MPC策略通 过建立数学模型对系统进行预测和优化控制。在交直流混合微电网中，MPC策 略可以实现对交流和直流子系统的协同控制，进一步优化系统的运行性能。
结论
交直流混合微电网作为未来电力系统的重要发展方向，具有广泛的应用前景。 本次演示对交直流混合微电网的拓扑结构和基本控制策略进行了全面综述。总 结了各种拓扑结构的优缺点以及适应场景，同时介绍了基本控制策略的原理和 应用情况。针对现有研究存在的不足之处，指出了未来需要进一步探讨的问题 和研究方向。
1、能源管理：由于微电网需要同时处理多种能源，包括可再生能源和储能设 备等，因此需要有效的能源管理策略来保证微电网的稳定运行。
2、电力电子变换器的控制：电力电子变换器是交直流混合微电网的核心部件， 其控制策略直接影响到微电网的稳定性和效率。
3、系统的稳定性：由于微电网的规模和复杂性都在不断增加，因此需要有效 的稳定性控制策略来保证系统的稳定运行。
潮流控制主要是对系统中功率的流动进行控制，确保各节点之间的功率平衡。 在交直流混合微电网中，潮流控制需要协调交流和直流两个系统的功率流动， 以实现系统的整体优化运行。
紧急控制是指在系统发生故障或异常时，采取紧急措施保障系统的安全稳定运 行。在交直流混合微电网中，紧急控制需要针对交流和直流两个系统可能出现 的各种故障和异常情况进行设计，确保系统在各种情况下都能安全运行。
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参考内容二
随着可再生能源的快速发展和分布式能源系统的广泛应用，微电网在全球范围 内得到了越来越多的。微电网能够将分布式能源、储能系统、负荷等元素集成 在一起，形成一个独立的、可运营的电力系统。交直流混合微电网是微电网的 一个重要发展方向，其具有更高的能源利用效率和更低的碳排放。在交直流混 合微电网中，潮流计算是关键问题之一，因为它涉及到电力系统的运行状态、 能源分配、系统稳定性等多个方面。

低压直流供电技术研究综述及工程案例1.引言由于直流输电技术水平的限制，直流输配电比交流方式更难实现，现今的电力系统仍以交流输配电为主。

近年来，随着电力电子技术的发展，直流输配电面临的技术问题得到了逐步解决，直流系统的技术优势也已呈现。

相比于交流系统，直流系统可以显著提高输配电运行水平，使输配电更简单、高效，并且降低了输配电成本。

在电力用户侧，光伏发电、储能电池和现代电力电子负载等直流终端大量接入，使得直流供电系统比交流系统更具优势。

大部分可再生能源发电系统为直流电源，如光伏电池和燃料电池。

虽然风力发电机是交流电机，但其需要经过交-直-交变换才能通过交流并网，而通过直流并网可以避免双变换，使风电系统并网更加方便和高效。

电视、LED灯、电话、电脑等现代电力电子负载内部都是直流负载，未来电动汽车的普及将会增加直流供电需求，促进直流供电发展。

可见，直流供电技术的发展，主要受直流技术优势的内在驱动，以及分布式能源和直流负荷发展的外在促进。

本文首先介绍直流供电技术发展现状，然后分析直流供电的关键技术和设备研制情况，最后整理了直流供电的工程研究与应用情况。

2.直流供电技术现状2.1 低压直流技术发展情况19世纪80年代，安迪生电力照明公司利用“巨汉号”直流发电机给上千只白炽灯供电，形成了直流供电技术的雏形。

到20世纪末，低压直流配电已成功应用于数据通信中心、航空、舰船和城市轨道交通等对供电质量要求较高的领域。

2010年，美国弗吉尼亚理工大学提出SBN(sustainable building and nanogrids)系统，该系统有DC 380V和DC 48V2个电压等级。

美国北卡罗来纳大学提出了用于接纳和管理新能源的FREEDM(the future renewable electric energy delivery and management)的交直流混合配电网，英国、瑞士和意大利等国学者提出了类似功能的UNIFLEX-PM(universal and flexible power management)系统。

微电网研究综述甘梓宁摘要：微电网是未来智能电网的重要组成局部，微电网的研究与应用是高渗透率新能源接入电网的有效途径。

该文紧紧围绕微电网特点进行深入细致的研究，主要工作有：总结了微电网的研究现状及技术开展趋势，主要包括微电网的协调控制、设备的优化配置以及微电网的功率控制方式，对微电网的形式特点进行介绍，并对相关研究存在的问题进行了总结。

关键词：微电网功率控制优化配置当前，化石能源匮乏、环境保护问题突出及城市化进程的需求，促使了以清洁能源发电为代表的分布式电源技术的兴起及大力开展。

而分布式电源输出功率固有的波动性、间歇性特点使其无法直接接入配电网，否那么会对配电网的可靠性、经济性以及平安性造成影响。

而微电网能够将这些分布式电源、储能单元以及负荷进行组网，从而形成一个独立的小型发—输—配—用电系统，然后再通过电力电子接口接入配电网，通过对微电网进行优化运行控制，可以大大减小分布式电源输出功率的波动性对配电网的影响，从而形成“配电网-微电网〞良好互动的新型组网形态[1，2]。

因此目前世界各国都已相继开展了对于微电网拓扑、控制以及保护等方面研究。

微电网是未来能源产业的重要开展方向，是对大电网的有益补充，目前己成为电力系统与电力电子领域研究热点。

泛在电力物联网作为互联网与电网的融合，微电网对泛在电力物联网的开展同样具有推动作用。

该文主要介绍微电网及的特点、研究现状以及其技术开展趋势。

1研究现状目前，世界电力行业内还没有对微电网给出明确而统一的定义，但国内外对微电网的研究已经取得了很大的进展，形成了相关理论知识、仿真及实验分析、微电网实验室、示范工程等一系列成果。

美国是最早提出微电网概念并着手研究的国家，由一些科技公司主导建立了一批微电网工程，促进了微电网根本控制运行理论的逐步完善，同时还形成了一套比较完整的微电网运营管理规那么。

能源匮乏的韩国和日本重点针对直流微电网开展研究，研究内容包括如何实现微电网能量供需平衡、能量管理系统和高效功率变流器的设计、微电网如何实现分布式能源与本地配电网互联等方面【3】。