摘要:微电网已成为很多国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段。本文主要说明了微电网的结构和概念,了解微电网与分布式发电间的联系和区别。首先,介绍了微电网的概念及结构组成，从分布式发电到微电网的发展历程,通过一个典型的微电网结构对微电网的概念和特点进行了简要说明。其次,总结了微电网在一些发达国家的发展概况和研究进展,试着找出现阶段微电网研究中的关健问题和相关研究现状。
关键词:分布式发电；微电网； 战略；关健问题
0 引 言
在智能电网的发展过程中，配电网从被动式向主动式进行了转变，这种网络更有利于分布式发电的参与，为使分布式能源成功离网运行，同时提高分布式能源的利用率，缓解分布式能源对电网的冲击，一种新的电网结构和技术——微电网被提出。微电网是集发电和用电为一体的微型配用电网，其所面对的客户非常广泛。随着国家、企业对可再生能源发电重视程度的日益加强，统一管理分布式能源和重要负荷的需求也日益明确和迫切。这些日益增长的需求使得微电网项目的需求也得以急速增加。 本文从微电网概念及其应用出发，讨论了国内外微电网研究现状，阐述了微电网分布式发电等问题。
1微电网在中国的发展前景
目前,中国尚未提出明确的微电网概念,但微电网的特点适应中国电力发展的需求与方向,在中国有着广阔的发展前景,具体体现在:微电网是中国发展可再生能源的有效形式。“十一五”规划已将积极推动和鼓励可再生能源的发展作为中国的重点发展战略之一。一方面,充分利用可再生能源发电对于中国调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村用能及边远地区用电、进行生态建设等均具有重要意义;另一方面,中国可再生能源的发展潜力十分巨大。据专家估计,中国新能源和可再生能源的可获得量是每年7.3X109t标准煤,而现在的每年开发量不足4X10,t标准煤。中国制定的2020年可再生能源发展目标也已将可再生能源发电的装机容量定位为100GW〕。然而,可再生能源容量小、功率不稳定、独立向负荷提供可靠供电的能力不强以及对电网造成波动、影响系统安全稳定的缺点将是其发展中的极大障碍。如前所述,若能将负荷点附近的分布式能源发电技术、储能及电力电子控制技术等很好地结合起来构成微电网,则可再生能源将充分发挥其重要潜力。微电网在提高中国电网的供电可靠性、改善电能质量方面具有重要作用中国的经济已进人数字化时代,优质、可靠的电力供应是经济高速发展的重要保障。在电网的脆弱性日益凸显的情况下,将地理位置接近的重要负荷组成微电网,设计合适的电路结构和控制,为这些负荷提供优质、可靠的电力，不仅可省去提高整体可靠性与电能质量所带来的不必要成本，还可减少这些重要负荷的停电经济损失，吸引更多的高新技术在中国发展。微电网对于在中国发展热电联供有极大的指导意义。目前，中国已建立了许多热电联供项目，而微电网研究中的资源配置与经济优化思想非常值得借鉴。如何就进选择合适容量的热力用户与电力用户组成微电网，并进行最佳的发电技术组合，对于中国提高能源利用效率、优化能源结构、减少环境污染等具有重要意义。微电网与大电网见灵活的并列运行方式可使微电网起到削峰填谷的作用，从而使整个电网的发电设备得以充分利用，实现经济运行。微电网市场有望在未来5年迎来高速成长期。国内方面，近三年，微电网开始逐渐走到政策前台，国家能源局也计划在“十二五”期间建设30个微电网示范工程，各级政府已经出台了一些支持性政策，自下而上推动力越来越显著。2012年陆续已有一批重大示范工程获批，预期未来各地会有更多政府或企业主导的项目上马，微电网在国内的市场将非常广阔。
2微电网中的关键问题
由微电网的结构分析,微电网如此灵活的运行方式与高质量的供电服务,离不开完善的稳定与控制系统。控制问题也正是微电网研究中的一个难点问题。其中一个基本的技术难点在于微电网中的微电源数目太多,很难要求一个中心控制点对整个系统做出快速反应并进行相应控制,往往一旦系统中某一控制元件故障或软件出错,就可能导致整个系统瘫痪。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件做出自主反应,例如,对于电压跌落、故障、停电等,发电机应当利用本地信息自动转到独立运行方式,而不是像传统方式中由电网调度统一协调。具体来讲,微电网控制应当保证:①任一微电源的接人不对系统造成影响;②自主选择运行点;③平滑地与电网并列、分离;④对有功、无功进行独立控制;⑤具有校正电压跌落和系统不平衡的能力。目前,已有3类经典的微电网控制方法:
3微电网的保护
微电网的保护问题与传统保护有着极大不同,典型表现有:①潮流的双向流通;②微电网在并网运行与独立运行2种工况下,短路电流大小不同且差异很大。因此,如何在独立和并网2种运行工况下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障,同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性,是微电网保护的关键,也是微电网保护的难点。传统的电流保护显然无法满足微电网保护的特殊要求。目前,针对单相接地故障与线间故障,有学者提出了基于对称电流分量检测的保护策略山豆。该方法以超过一定阑值的零序电流分量和负序电流分量作为主保护的启动值,将传统的过电流保护与之结合可取得良好的效果。
4微电网的接入标准
目前,IEEE已重新修改了分布式电源的入网标准。新标准中的EIEEP1547.4对分布式独立电力系统的设计、运行及接人系统导则进行了详细规定。除上述提及的几点外,微电源也是微电网技术的研究重点。虽然燃料电池、光伏发电、储能系统等在发挥微电网节能、降耗及环保效益方面具有极大潜力,但目前这些新型电源的成本仍然较高。加快对这些电源的技术研究、降低其成本也是增强微电网竞争力、推动其发展的有力因素仁。
微电网的经济性是微电网吸引用户并能在电力系统中得以推广的关键所在。在经济运行方面,微电网虽然可以从大电网的调度原则、电能交易、资源配置原则等方面借鉴众多经验,但微电网本身的许多独特之处也使得其经济运行问题带有自身特点。
5小 结
本文综述了智能微电网技术的发展和推广对我国智能电网及分布式发电的应用有重要意义,可带动相关行业的发展,并在节能、环保方面具有突出优势,是未来电力和能源发展的重要趋势。微电网市场有望在未来5年迎来高速成长期。从全球来看，微电网主要处于实验和示范阶段，微电网的技术推广已经度过幼稚期，市场规模稳步成长。着眼于当下世界范围的能源和环境困局以及电力安全需求的长期高企，微电网技术应用前景看好。未来5到10年，微电网的市场规模、地区分布和应用场所分布都将会发生显著变化。
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论文作者:周泉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/1
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