摘要：随着社会经济的不断发展，对于电力的需求也随之增大，为了满足人们日益增长的电力需求，对于电力系统的改革迫在眉睫，在电力需求快速增长的同时，电网的规模也得到了进一步的发展。然而，电网的建设存在着建设成本高，操作难度大等诸多问题，同时电网在供电稳定性上也存在着不足，微电网将负荷和微电源进行组合，来提高供电的可靠性。
关键词：太阳能；光伏发电；微电网技术
一、微电网的概念和结构
对于微电网而言，作为一项新兴发展的技术，各国之间目前为止还没有对微电网有着一个统一的定义。微电网的兴起源于美国，作为微电网技术兴起的国度，美国在微电网技术的发展上一直处于世界领先地位，按照美国科学界所给出的专业说法和解释来说，微电网技术就是一种各种负荷和多种微电源的集合。微电源在这一系统中有着重要的地位和作用，负责向负载提供电力和热力的需求。微电网由多个重要组成成分组成，包含了分布式电源、储能设备、电力电子设备等，这些部分的协调工作使得微电网得以进行正常的工作。其中分布式电源的组成颇为复杂，由风力发电机、燃料电池以及太阳能电池以及微型燃气轮机组成，以上几部分的共同之处也就是他们之间都需要电力电子设备与大电网之间相连。值得一提的是风力发电机以及微型燃气轮机所使用的交流电，而为了能够顺利连接大电网，满足使用的要求，事先需要交流电通过设备转为转为直流电，再将直流电逆变成交流电并网，而燃料电池和太阳能电池因为其自身为直流电，因而缺少了第一步的转化过程。
二、光伏发电微电网技术系统的组成及各部分功能
（一）太阳能电池组合方阵
我们都知道,太阳能电池是光伏发电微电网技术的核心,太阳能单体的工作电压很小,约为0.5V,工作电流也不大,通常为22mA左右,所以必须将太阳能电池单体进行串并联组装后,组成太阳能电池的组件,这时功率一般为几瓦到几十瓦不等,太阳能电池不是最小“电源”,电池组才是,如果将电池组经过串并联组装就构成了太阳能电池方阵,多个太阳能电池方阵组合就能满足使用所需负载的输出功率。
（二）储能蓄电池
如果说有了电源,可以利用其输出功率,但光伏电站一般是在人群集中地使用,遇到阴雨天气,会使其应用受到影响,所以需要储能蓄电池,能将转换后的直流电再转换为化学能储存,在光伏发电系统中,必须要有储蓄电池,储存和调节电能。太阳能过大时可储存电能,过少时可补充电能,以保持供电电压的稳定性。储蓄电池是通过充电将电能转换成化学能储存,需要时将化学能转换成电能释放出来的装置,为使用方便,蓄电池的设计容量要尽量大一些,但由于技术的限制,所以一般为日常耗电的5~10倍。目前我国光伏发电系统配置的蓄电池多数为铅酸蓄电池。
（三）充放电的控制器
蓄电池要在充电和放电过程中加以控制,不能频繁的过充电和过放电,否则会影响电池的使用寿命,为了保护蓄电池不受过充电和过放电的损害,则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电,称为充放电控制器。控制器的工作原理是通过检查蓄电池的电压值与其最大负荷值进行对比来判断是否达到过充点或过放点,并要设置开关,在过充点或过放电时自动终止充电和放电。随着光伏发电系统容量的增加,用户的要求也越来越高,安全性和合理性的设计也越来越重要,所以,近年来设计者在控制器上设置了更多的保护和监测功能,目前的先进技术甚至通过计算机将控制器与软件结合,实现了智能控制。
三、微电网的控制技术
（一）基本的有功和无功功率控制
微电网中的微电源大多是电力电子型，因此微电网对电网中的不同性质的功率是分开调节的，例如逆变器主要实现对无功功率的控制，而通过逆变器的电压以及网络电压的相角则可以实现对有功功率的控制。
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（二）基于调差的电压调节
在一些规模较大的电网中，各个电源之间的阻抗较大，因此不会出现无功环流现象，但是微电网中的电压整定值相对较小，如果微电网中有大量的微电源接入，而不能进行就地电压控制，则可能会产生电压以及无功振荡，对电压进行控制的要求就是要保证微电网中不会出现无功环流。
（三）快速负荷跟踪和储能
在一个规模较大的电网中，当接入一个新的荷载时，为了实现能量平衡，则主要是依赖于大型发电机的惯性，此时系统频率略微降低，外界几乎无法察觉，同时，由于微电网中的发电机的惯量相对较小，加上有的电源的响应时间较长，因此当微电网与主电网之间接触连接，分别独立运行的时候，微电网必须要借助蓄电池、超级电容器、飞轮等储能设备，对系统的惯性进行增加，才能确保电网的正常运行。
四、光伏发电微电网技术的应用
中国的土地面积的广阔和人口的众多使得中国成为光伏发电微电网技术的使用大国,生产的太阳能电池占据全球市场份额的一半以上,但尽管出口量很多,但由于技术和资金的限制,使得中国光伏发电微电网技术的使用还处于初级阶段,仍仅仅是通信、照明等一些运用,还不能更大范围地使用,但按照如今的发展趋势,光伏发电微电网技术有望成为代替使用不可再生资源发电的重要途径,从而为节约能源、发展新型产业提供更大的便利。
(1)通信和工业应用:通信主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信及电视接收系统、气象和地震台站等系统的应用。
(2)农村和边远地区的应用:一般农村和边远地区对光伏发电的运用表现在设有独立光伏电站、太阳能路灯、太阳能水泵、学校用电等。
(3)城市建设应用:城市路边的太阳能路灯、草坪灯、太阳能喷泉、太阳能电动汽车、小区暂时发电站等等。
(4)光伏发电建筑的应用:即光伏一体化,运用太阳能板将太阳能光伏发电与建筑结合,利用屋顶的空间,安装使用,以此来居民的日常用电需求,按照当前的发展,目前的应用主要以楼顶为主,且不能储存过多能量和得到普及,只因在建设初期的成本费用较高,但相信将来,这种光伏一体化的模式将会得到广泛运用,以此获得更多的热能和电能。
(5)光伏发电的应用前景:这种技术具有很多的优点,对环境破坏少,利用率较高,尤其是在太阳能丰富的地域,这种发电技术对社会绿色发展具有重要的指导意义,目前这种技术的应用正在逐年增加,也一步步趋于成熟,更说明了这项技术的运用潜力相当巨大。
五、微电网的展望
微电网技术的推广能够更为丰富的满足用户的用电需求，提升用户的用电质量，同时，微电网技术的运用使得电网的安全性和稳定性得到加强，在成功和能源的利用率上也能够得到提升，对于行业的发展来说有着积极的影响和促进作用。微电网的使用对于大电网的建设来说，是十分积极的补充，其能够使得我国现行的电力系统在构筑上更为的完善，同时，通过数据整合和技术的提升，让电力系统的工作运行更为的高效和合理，满足更多用户的用电需求。
结论
综上所述，能源危机和环境问题促使我们要不断开发新能源，分布式电源具有较大的空间和前景，但是分布式电源自身的限制决定了要对电网结构进行改善和调整。微电网是一种全新的电网技术，可以实现对多种荷载的电能供给，并且提高电网运行的稳定性，从而实现传统电网向智能电网的过渡。
参考文献：
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[3]王归新，李杨，王元皓.微电网技术研究综述[J].电源技术应用，2014（7）：31-34.
论文作者:邢雅东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/27
标签：电网论文; 技术论文; 光伏论文; 太阳能电池论文; 太阳能论文; 电源论文; 蓄电池论文; 《电力设备》2018年第28期论文;