第二章微電網(wǎng)的總體結構

1、添加文本添加標題目錄目錄微電網(wǎng)基本結構微電網(wǎng)基本結構電網(wǎng)接線方式簡介電網(wǎng)接線方式簡介微電網(wǎng)系統(tǒng)結構微電網(wǎng)系統(tǒng)結構微電網(wǎng)體系結構微電網(wǎng)體系結構微電網(wǎng)的元件微電網(wǎng)的元件 一、一、電網(wǎng)接線方式簡介電網(wǎng)接線方式簡介 是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等附屬環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費的系統(tǒng)。1.電力系統(tǒng)概念 一、一、電網(wǎng)接線方式簡介電網(wǎng)接線方式簡介 由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)合發(fā)電與用電的統(tǒng)一整體稱為電力網(wǎng)。電網(wǎng)是電源和用戶之間的紐帶，其主要功能是把電能安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地送到用戶。2.電力網(wǎng)（簡稱電網(wǎng)）概念 一、一、電網(wǎng)接線方式簡介電網(wǎng)接線方式簡介 電網(wǎng)接線主要描述系統(tǒng)發(fā)電廠

2、、變電站、開關站之間線路的連接方式。電網(wǎng)接線圖分為地理接線圖和電氣接線圖。地理接線圖是按比例表示電力系統(tǒng)各發(fā)電廠和變電所的相對地理位置及各電力線路的路徑的接線圖。電氣接線圖是表示電力系統(tǒng)各元件間（發(fā)電機、變壓器、負荷等）的電氣聯(lián)系的電路圖，一般用單線圖表示。3.電網(wǎng)接線圖分類地理接線圖電網(wǎng)接線圖主網(wǎng)虎虎崗崗潭潭東東嘉嘉定定金金堂堂百百樂樂贛贛州州埠埠頭頭渡渡口口瑞瑞金金龍崗龍崗瑞金電廠瑞金電廠燕燕豐豐電網(wǎng)結構情況電網(wǎng)結構情況東部電網(wǎng)形成東部電網(wǎng)形成220kV埠頭、渡埠頭、渡口、瑞金三個口、瑞金三個供區(qū)供區(qū)中、西部電網(wǎng)形成中、西部電網(wǎng)形成220kV虎崗、潭東、燕虎崗、潭東、燕豐、龍崗四個供區(qū)豐、

3、龍崗四個供區(qū)南部電網(wǎng)形成南部電網(wǎng)形成220kV嘉定、嘉定、金堂、百樂三金堂、百樂三個供區(qū)個供區(qū) 一、一、電網(wǎng)接線方式簡介電網(wǎng)接線方式簡介 電網(wǎng)的接線方式對于保證安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟地向用戶供電具有非常重要的作用。4.電網(wǎng)接線方式分類 按供電可靠性021無備用接線無備用接線方式方式2有備用接線有備用接線方式方式 一、一、電網(wǎng)接線方式簡介電網(wǎng)接線方式簡介5.無備用接線 負荷只能從一個電源獲得電能開式接線。單回路放射式、干線式和鏈式就屬于這類。 放射式 干線式 鏈 式 一、一、電網(wǎng)接線方式簡介電網(wǎng)接線方式簡介6.有備用接線 負荷可以從兩個或兩個以上電源獲得電能閉式接線。它包括了雙回路的放射式、干線式、鏈

4、式以及環(huán)式和兩端供電網(wǎng)絡。放射式干線式鏈式環(huán)式兩端供電網(wǎng)絡微電源微電源儲能儲能系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制裝置裝置負荷負荷微電網(wǎng)微電網(wǎng)微電網(wǎng)（微電網(wǎng)（Micro-Grid）是一種新型網(wǎng)絡結構）是一種新型網(wǎng)絡結構 二、微電網(wǎng)總體結構二、微電網(wǎng)總體結構 微電網(wǎng)是一個能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理微電網(wǎng)是一個能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行?？梢怨铝⑦\行。 微電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個概念，是指多微電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個概念，是指多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成的網(wǎng)絡

5、，并通過構組成的網(wǎng)絡，并通過靜態(tài)開關靜態(tài)開關關聯(lián)至常規(guī)電關聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進分布式電網(wǎng)。開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給，是實現(xiàn)主動式配電種能源形式的高可靠供給，是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的過渡。過渡。 1、微電網(wǎng)總體結構微電網(wǎng)總體結構32 圖中包含了多個DG(Distributed Generation)和儲能元件，這些系統(tǒng)和元件聯(lián)合向負荷供電，整個微電網(wǎng)相對大電網(wǎng)來說是一個整體，通過一個斷路器和

6、上級電網(wǎng)的變電站相連接。 1、微電網(wǎng)的總體結構、微電網(wǎng)的總體結構 圖中包括3條饋線A,B和C及1條負荷母線，網(wǎng)絡整體呈輻射狀結構。饋線通過主分隔裝置(通常是一個靜態(tài)開關)與配電系統(tǒng)相連，可實現(xiàn)孤網(wǎng)與并網(wǎng)運行模式間的平滑切換。該開關點即該開關點即PCC(公共連接點）公共連接點）所在所在的位置，一般選擇為配電變壓器的原邊側或主網(wǎng)與微電網(wǎng)的分離點。的位置，一般選擇為配電變壓器的原邊側或主網(wǎng)與微電網(wǎng)的分離點。IEEE P1547標準草案規(guī)定標準草案規(guī)定:在在PCC處，微電網(wǎng)的各項技術指標必須滿處，微電網(wǎng)的各項技術指標必須滿足預定的規(guī)范。負荷端的饋線電壓通常是足預定的規(guī)范。負荷端的饋線電壓通常是480

7、V或更低?；蚋?。 圖中展示了光伏發(fā)電、微型燃氣輪機和燃料電池等微電源形式，其中一些接在熱力用戶附近，為當?shù)靥峁嵩?。微電網(wǎng)中配置能量管微電網(wǎng)中配置能量管理器和潮流控制器，前者可實現(xiàn)對整個微電網(wǎng)的綜合分析控制，而后理器和潮流控制器，前者可實現(xiàn)對整個微電網(wǎng)的綜合分析控制，而后者可實現(xiàn)對微電源的就地控制。者可實現(xiàn)對微電源的就地控制。當負荷變化時，潮流控制器根據(jù)本地頻率和電壓信息進行潮流調(diào)節(jié)，當?shù)匚㈦娫聪鄳黾踊驕p少其功率輸出以保持功率平衡。 圖中還示范了針對3類具有不同供電質(zhì)量要求的負荷的個性化微電源供電方案。對于連接在饋線A上的敏感負荷，采用光伏電池供電;對于連接在饋線B上的可調(diào)節(jié)負荷，采用燃料

8、電池和微型燃氣輪機混合供電;對于連接在饋線C上的可中斷負荷，沒有設置專門的微電源，而直接由配電網(wǎng)供電。這樣，對于敏感負荷和可調(diào)節(jié)負荷都是采用雙源供電模式，外部配電網(wǎng)故障時，饋線A,B上的靜態(tài)開關會快速動作使重要負荷與故障隔離且不間斷向其正常供電，而對于饋線C上的可中斷負荷，系統(tǒng)則會根據(jù)網(wǎng)絡功率平衡的需求，在必要時將其切除。 1、微電網(wǎng)的總體結構、微電網(wǎng)的總體結構 在微電網(wǎng)的這種結構下，多個DG局部就地向重要負荷提供電能和電壓支撐，這在很大程度上減少了直接從大電網(wǎng)買電和電力線傳輸?shù)呢摀⒖稍鰪娭匾摵傻钟鶃碜灾骶W(wǎng)故障影響的能力。 在大電網(wǎng)發(fā)生故障或其電能質(zhì)量不符合系統(tǒng)標準的情況下，微電網(wǎng)可以孤

9、網(wǎng)模式獨立運行，保證微電網(wǎng)自身和大電網(wǎng)的正常運行，從而提高供電可靠性和安全性。 孤網(wǎng)運行是微電網(wǎng)最重要的能力，實現(xiàn)這一性能的關鍵在于微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的電力電子接口處的控制環(huán)節(jié)靜態(tài)開關。該靜態(tài)開關允許在接口處靈活可控地接收或輸送電能。 微電網(wǎng)對外呈現(xiàn)一個整體，通過一個公共連接點（微電網(wǎng)對外呈現(xiàn)一個整體，通過一個公共連接點（Point of Common Coupling,PCCPoint of Common Coupling,PCC）與電網(wǎng)相連）與電網(wǎng)相連 . .2、微電網(wǎng)系統(tǒng)結構、微電網(wǎng)系統(tǒng)結構1 分布式發(fā)電（分布式發(fā)電（DG） DG可以是以新能源為主的多種能源形式，如光伏發(fā)電、風力發(fā)電、燃

10、料電池等，也可以是以熱電聯(lián)產(chǎn)（Combined Heat and Power,CHP）或冷熱電聯(lián)產(chǎn)（Combined Cooling、Heat and Power,CCHP）形式存在，就地向用戶提供熱能，提高DG利用效率和靈活性。 2 負荷負荷 包括各種一般負荷和重要負荷。3 儲能裝置儲能裝置 儲能裝置可采用各種儲能方式，包括物理儲能、化學儲能、電磁儲能等，用于新能源發(fā)電的能量存儲、負荷的削峰填谷、微電網(wǎng)的“黑啟動” 黑啟動黑啟動 微電網(wǎng)黑啟動，就是指在整個微電網(wǎng)因外部或內(nèi)部故障停運進入全黑狀態(tài)后，不依靠大電網(wǎng)或其他微電網(wǎng)的幫助，僅通過啟動微電網(wǎng)內(nèi)部具有黑啟動能力的微電源，進而帶動微電網(wǎng)內(nèi)無黑

11、啟動能力的微電源，逐步擴大系統(tǒng)的恢復范圍，最終實現(xiàn)整個微電網(wǎng)的重新啟動 。4 4 控制裝置控制裝置 由控制裝置構成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式發(fā)電控制、儲能控制、并離網(wǎng)切換控制、微電網(wǎng)實時監(jiān)控、微電網(wǎng)能量管理等。3、微電網(wǎng)的體系結構、微電網(wǎng)的體系結構 微電網(wǎng)三層控制方案結構 圖為許繼集團有限公司采用的微電網(wǎng)三層控制方案結構，最上層稱為配電網(wǎng)調(diào)度層，從配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行的角度協(xié)調(diào)調(diào)度微電網(wǎng)，同時接受上級配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制命令。 中間層稱為集中控制層集中控制層，對DG發(fā)電功率和負荷需求進行預測，制訂運行計劃，根據(jù)采集電流、電壓、功率等信息，對運行計劃實時調(diào)整，控制各DG、負荷和儲能裝置的啟停，保證微電網(wǎng)

12、電壓和頻率穩(wěn)定。在微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，優(yōu)化微電網(wǎng)運行，實現(xiàn)微電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟運行時間；在微電網(wǎng)離網(wǎng)運行時，調(diào)節(jié)分布式電源出力和各類負荷的用電情況，實現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)安全運行。 下層稱為就地控制層就地控制層，負責執(zhí)行微電網(wǎng)各DG調(diào)節(jié)、儲能及充放電控制和各種負荷控制。1 配電網(wǎng)調(diào)度層配電網(wǎng)調(diào)度層 配電網(wǎng)調(diào)度層為微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，從配電配電網(wǎng)調(diào)度層為微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，從配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行的角度協(xié)調(diào)調(diào)度微電網(wǎng)，網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行的角度協(xié)調(diào)調(diào)度微電網(wǎng)，微電網(wǎng)接受上級配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制命令，其具微電網(wǎng)接受上級配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制命令，其具體實現(xiàn)的功能為以下幾個方面。體實現(xiàn)的功能為以下幾個方面。 使微電網(wǎng)對于大電網(wǎng)表現(xiàn)為

13、單一可控、可靈活調(diào)度的單元，既可以與大 電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可在大電網(wǎng)故障或需要時與大電網(wǎng)斷開運行。 在特殊情況下（如發(fā)生地震、暴風雪、洪水等意外災害情況）下，可使微電網(wǎng)作為配電網(wǎng)的備用電源向大電網(wǎng)提供有效支撐，加速大電網(wǎng)的故障恢復。 在大電網(wǎng)用電緊張時，可使微電網(wǎng)利用自身的儲能進行削峰填谷，從而避免配電網(wǎng)大范圍的拉閘限電，減少大電網(wǎng)的備用容量。 正常運行時可使微電網(wǎng)參與大電網(wǎng)經(jīng)濟運行調(diào)度，提高整個電網(wǎng)的運行經(jīng)濟性。（1） 配電網(wǎng)調(diào)度層配電網(wǎng)調(diào)度層2 集中控制層集中控制層 集中控制層為微電網(wǎng)的控制中心（集中控制層為微電網(wǎng)的控制中心（Micro-Grid Control Center,MGCC）是整

14、個微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的核心）是整個微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的核心部分，集中管理部分，集中管理DG、儲能裝置和各類負荷，完成整個微、儲能裝置和各類負荷，完成整個微電網(wǎng)的監(jiān)視和控制。根據(jù)整個微電網(wǎng)的運行情況，實時優(yōu)電網(wǎng)的監(jiān)視和控制。根據(jù)整個微電網(wǎng)的運行情況，實時優(yōu)化控制策略，實現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)、停運的平滑過渡；化控制策略，實現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)、停運的平滑過渡； 在微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時負責實現(xiàn)微電網(wǎng)優(yōu)化運行，在在微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時負責實現(xiàn)微電網(wǎng)優(yōu)化運行，在離網(wǎng)運行時調(diào)節(jié)分布式發(fā)電出力和各類負荷的用電情況離網(wǎng)運行時調(diào)節(jié)分布式發(fā)電出力和各類負荷的用電情況，實現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)安全運行，其功能具體表現(xiàn)為以下，實現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)安全運行，其功

15、能具體表現(xiàn)為以下幾個方面：幾個方面： 使微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時實施經(jīng)濟調(diào)度，優(yōu)化協(xié)調(diào)各使微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時實施經(jīng)濟調(diào)度，優(yōu)化協(xié)調(diào)各DG和儲能裝置，實現(xiàn)和儲能裝置，實現(xiàn)削峰填谷削峰填谷以平滑負荷曲線。以平滑負荷曲線。 在并網(wǎng)過渡中能協(xié)調(diào)就地控制器，快速完成轉換。在并網(wǎng)過渡中能協(xié)調(diào)就地控制器，快速完成轉換。 離網(wǎng)時能協(xié)調(diào)各分布式發(fā)電、儲能裝置、負荷，保證離網(wǎng)時能協(xié)調(diào)各分布式發(fā)電、儲能裝置、負荷，保證微電網(wǎng)重要負荷的供電、維持微電網(wǎng)的安全運行。微電網(wǎng)重要負荷的供電、維持微電網(wǎng)的安全運行。 在微電網(wǎng)停運時，能啟用在微電網(wǎng)停運時，能啟用“黑啟動黑啟動”，使微電網(wǎng)快速，使微電網(wǎng)快速恢復供電?；謴凸╇姟＃?） 集中

16、控制層集中控制層3 就地控制層就地控制層 就地控制層由微電網(wǎng)的就地保護設備和就地控制器組就地控制層由微電網(wǎng)的就地保護設備和就地控制器組成，微電網(wǎng)就地控制能完成分布式發(fā)電對頻率和電壓的一成，微電網(wǎng)就地控制能完成分布式發(fā)電對頻率和電壓的一次調(diào)節(jié)，就地保護則能完成微電網(wǎng)的故障快速保護，通過次調(diào)節(jié)，就地保護則能完成微電網(wǎng)的故障快速保護，通過就地控制和保護的配合實現(xiàn)微電網(wǎng)故障的快速就地控制和保護的配合實現(xiàn)微電網(wǎng)故障的快速“自愈自愈”。DG接受接受MGCC的調(diào)度控制，并根據(jù)調(diào)度指令調(diào)整其有功的調(diào)度控制，并根據(jù)調(diào)度指令調(diào)整其有功和無功出力。和無功出力。 其功能具體表現(xiàn)為以下幾個方面： 離網(wǎng)主電源就地控制器能

17、實現(xiàn)U/F控制和P/Q控制的自動切換。 負荷控制器能根據(jù)系統(tǒng)的頻率和電壓，切除不重要的負荷，保證系統(tǒng)的安全運行。 就地控制層和集中控制層能采取弱通信方式進行聯(lián)系。就地控制層能實現(xiàn)微電網(wǎng)的暫態(tài)控制，微電網(wǎng)集中控制則能實現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)控制和分析。2.2 微電網(wǎng)的元件微電網(wǎng)的元件電力電子電力電子裝置裝置儲能元件儲能元件微型電源微型電源開關開關通信設施通信設施 微電網(wǎng)中的微電網(wǎng)中的開關分為用開關分為用于隔離微電于隔離微電網(wǎng)與大電網(wǎng)網(wǎng)與大電網(wǎng)的的靜態(tài)開關靜態(tài)開關和用于切除和用于切除線路或微電線路或微電源的源的斷路器斷路器。微電網(wǎng)的開關微電網(wǎng)的開關靜態(tài)開關，又叫靜態(tài)開關，又叫固態(tài)轉換開關，固態(tài)轉換開關，在

18、故障或擾動時，在故障或擾動時，有能力自動地把有能力自動地把微電網(wǎng)隔離出來，微電網(wǎng)隔離出來，故障清除后，再故障清除后，再自動地重新與主自動地重新與主網(wǎng)連上。網(wǎng)連上。靜態(tài)開關靜態(tài)開關 1、靜態(tài)開關、靜態(tài)開關 靜態(tài)開關安裝在用戶低壓母線上，其規(guī)劃設計非常重要，應確保有能力可靠運行和具有預測性，有能力測量靜態(tài)開關兩側的電壓和頻率以及通過開關的電流。 通過測量，靜態(tài)開關可以檢測到電能質(zhì)量問題，以及內(nèi)部和外部的故障。而當同步性標準可以接受時，使微電網(wǎng)和主電網(wǎng)重新連上。靜態(tài)開關也被納入各種智能控制水平，其連續(xù)監(jiān)控耦合點的狀態(tài)。2、微型電源、微型電源 指安裝在微電網(wǎng)中的各分布式電源，包括微型燃氣機、柴油發(fā)電機

19、、燃料電池，以及風力發(fā)電機、光伏電池等可再生能源。3、常用儲備設備、常用儲備設備 包括蓄電池、超級電容器、飛輪儲能等。儲能設備的主要作用主要作用在于，在微型電源所發(fā)功率大于負荷總需求時，將多余的能量存儲在儲能單元中，反之，將存儲在設備中的能量以恰當?shù)姆绞结尫懦鰜砑皶r供電以維護系統(tǒng)供需平衡； 當微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行時，儲能設備是微電網(wǎng)能否正常運行的關鍵元件，它起到一次調(diào)頻的作用。 儲能設備的響應特性以及由微型電源及儲能設備組成的微電網(wǎng)的外響應特性值得深入研究。4、電力電子器件、電力電子器件 主要包括整流器、逆變器、濾波器以及斬波器等。 整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉化為直流（DC）

20、的裝置。它有兩個主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電(DC)，經(jīng)濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用。 逆變器逆變器 逆變器是一種DC to AC的變換器，它其實與整流器是一種電壓逆變的過程。整流器是將電網(wǎng)的交流電壓轉變?yōu)榉€(wěn)定的直流輸出，而逆變器是將直流電壓轉變?yōu)楦哳l的高壓交流電;兩個部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調(diào)制(PWM)技術。 它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱，錄像機、按摩器、風扇、照明等。 濾波器濾波器 電源濾波

21、器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。 濾波器分為有源濾波器和無源濾波器。 主要作用是：讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能大的衰減。 濾波器一般有兩個端口，一個輸入信號、一個輸出信號斬波器斬波器 直流斬波器又稱為截波器，它是將電壓值固定的直流電，轉換為電壓值可變的直流電源裝置，是一種直流對直流的轉換器 已被廣泛使用，如直流電機的速度控制、交換式電源供應器(Switching-Power-Supply)等。2.3 微型電源技術微型電源技術 一、 太陽能發(fā)電 太

22、陽能成熟的發(fā)電形式目前有兩種，光熱發(fā)電和光伏發(fā)電； （一） 太陽能光熱發(fā)電 太陽能光熱發(fā)電技術是通過聚光裝置利用太陽光加熱工質(zhì)（工作介質(zhì)）至沸點，使其由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)蒸汽，推動汽輪發(fā)電機進行發(fā)電。 按著聚光方式的不同，太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)一般分為塔式、槽式和碟式三種； 目前只有槽式線聚光系統(tǒng)實現(xiàn)了商業(yè)化，其他兩種處在示范階段，有實現(xiàn)商業(yè)化的可能和前景。 美國和以色列聯(lián)合組成的路茲太陽能熱發(fā)電國際有限公司，自1980年開始進行太陽能光熱發(fā)電技術研究，主要開發(fā)槽式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)進入商品化階段。 我國在光熱發(fā)電領域起步晚，受經(jīng)費和技術條件的限制，沒有給予足夠的重視，開展的工作比較少，到目前還沒有成功

23、的太陽能光熱發(fā)電示范，關鍵部件研發(fā)上幾乎是空白。主要由一些高校和科研院所開展了一些基礎性研究，離大規(guī)模商業(yè)化運營還有較大差距。 （二） 太陽能光伏發(fā)電 1、太陽能光伏發(fā)電原理 “光伏”來源于“光生伏打效應”(簡稱“光伏效應”)，指的是光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。 能產(chǎn)生光伏效應的材料很多，如單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同。太陽光照射太陽能電池，太陽光的光子在電池里激發(fā)出電子空穴對，電子和空穴分別向電池的兩端移動，如果外部構成通路，就形成電流。 陽能電池單元是光伏發(fā)電最小的單元；將電氣性能相近的多個太陽能電池單元進行串并聯(lián)

24、并進行封裝組成太陽能電池組件；在大規(guī)模光伏發(fā)電應用中，一般將多個太陽能電池組件按照電氣性能串并聯(lián)構成太陽能電池陣列。 太陽能光伏發(fā)電是繼風力發(fā)電之后又一個被世界普遍接受和看好的能源利用形式之一。近年來由于技術的不斷進步，成本的逐漸降低，世界上很多國家都制定了相關的激勵政策，大大推動了光伏發(fā)電技術的發(fā)展。 我國在光伏發(fā)電領域起步并不晚，并且到目前為止，中國已經(jīng)在太陽能電池組件的生產(chǎn)能力上走在世界的前列，很多科研院所也逐步開展了相關技術的研究，有力地推動了我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能電池輸出的直流電能通過功率變換裝置給負載供電（交流或直流）或者向電網(wǎng)輸出功率。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

25、可分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種。 1）離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構見圖4-1 所示.太陽能電池發(fā)出的直流電能可以直接為直流負載供電，也可以通過逆變器（實現(xiàn)直流到交流的變換）為交流負載供電。 為了為負載持續(xù)供電，系統(tǒng)必須配備儲能裝置，目前多為蓄電池。整個系統(tǒng)的的運行控制、保護由控制器完成。 2）并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)是指與電網(wǎng)相連的光伏發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)其是否含有儲能裝置可以分為兩類：含有儲能裝置的又稱“可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”；不含儲能裝置的又稱“不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”。 兩者的系統(tǒng)配置示意圖見圖4-2 所示。可調(diào)度式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)設置有儲能裝置，有益于電網(wǎng)調(diào)峰。

26、二、 風力發(fā)電 （一） 風力發(fā)電原理 風力發(fā)電的過程是一個能量變換的過程：風的動能先被風力機的槳葉捕獲并轉換為機械能，再經(jīng)過一個含齒輪箱（增速）的機械傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機；發(fā)電機實現(xiàn)機械能到電能的轉換；由于風速是變化的，發(fā)電機直接出來的電能在幅值和頻率上都與電網(wǎng)不同，不能夠直接被用戶使用，需要一個功率變換裝置；功率變換裝置一方面實現(xiàn)與電網(wǎng)的接口，另一方面可以實現(xiàn)風力發(fā)電機的控制。目前風力發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品多為 690V，需要一個變壓器升壓到電網(wǎng)電壓(一般 35kV 以 上)。風力發(fā)電原理見圖 4-3。 微電網(wǎng)的分類微電網(wǎng)的分類微電網(wǎng)按照不同的分類方法可以分為以下幾類(1)按功能需求分類按功能需求分類

27、，微電網(wǎng)可分為簡單微電網(wǎng)簡單微電網(wǎng)、多種類設備微電網(wǎng)多種類設備微電網(wǎng)和公用微電網(wǎng)公用微電網(wǎng)。簡單微電網(wǎng)簡單微電網(wǎng) 僅含有一類分布式發(fā)電，其功能和設計也相對簡單，如僅為了實現(xiàn)冷、熱、電聯(lián)供或保障關鍵負荷的供電。多種類設備微電網(wǎng)多種類設備微電網(wǎng) 含有不只一類分布式發(fā)電，由多個不同種類的簡單微電網(wǎng)組成或由多種性質(zhì)互補協(xié)調(diào)運行的分布式發(fā)電系統(tǒng)構成。 相對于簡單微電網(wǎng)，多種類設備微電網(wǎng)的設計與運行則更加復雜，該類微電網(wǎng)中應劃分一定數(shù)量的可切換負荷，以便在緊急情況下離網(wǎng)運行時維持微電網(wǎng)的功率平衡。公用微電網(wǎng)公用微電網(wǎng) 在公用微電網(wǎng)中，凡是滿足一定技術條件的分布式發(fā)電和微電網(wǎng)都可以接入，它根據(jù)用戶對可靠性的

28、要求進行負荷分級，緊急情況下首先保證高優(yōu)先級負荷的的供電。 微電網(wǎng)按功能需求的分類很好地解決了微電網(wǎng)運行時的歸屬問題： 簡單微電網(wǎng)可以由用戶所有并管理；公用微電網(wǎng)則可由供電公司運營；多種類設備微電網(wǎng)既可屬于供電公司，也可屬于用戶。(2)按用電規(guī)模分類按用電規(guī)模分類 按用電規(guī)模劃分，微電網(wǎng)可分為按用電規(guī)模劃分，微電網(wǎng)可分為簡單微簡單微電網(wǎng)電網(wǎng)、企業(yè)微電網(wǎng)企業(yè)微電網(wǎng)、饋線區(qū)域微電網(wǎng)饋線區(qū)域微電網(wǎng)、變電站區(qū)域微電網(wǎng)變電站區(qū)域微電網(wǎng)和和獨立微電網(wǎng)獨立微電網(wǎng)。 簡單微電網(wǎng) 用電規(guī)模小于2MW,由多種負荷構成的、規(guī)模比較小的獨立性設施、機構如醫(yī)院、學校等。 企業(yè)微電網(wǎng) 用電規(guī)模在25MW之間，由規(guī)模不同的

29、冷、熱、電聯(lián)供設施加上部分大的商業(yè)和工業(yè)負荷組成。 饋線區(qū)域微電網(wǎng) 用電規(guī)模在520MW之間，由規(guī)模不同的冷、熱、電聯(lián)供設施加上部分大的商業(yè)和工業(yè)負荷組成。 變電站區(qū)域微電網(wǎng) 用電規(guī)模大于20MW，一般由常規(guī)的冷、熱、電聯(lián)供設施加上附近全部負荷（即居民、商業(yè)和工業(yè)負荷）組成。 以上四種微電網(wǎng)的主網(wǎng)系統(tǒng)為常規(guī)電網(wǎng)，所以又可稱為并網(wǎng)型微電網(wǎng)。并網(wǎng)型微電網(wǎng)。 獨立微電網(wǎng) 獨立微電網(wǎng)主要是指邊遠山區(qū)，包括海島、山區(qū)、農(nóng)村等常規(guī)電網(wǎng)輻射不到的地區(qū)，主網(wǎng)配電系統(tǒng)采用柴油發(fā)電機或其他小機組發(fā)電構成主網(wǎng)供電，滿足地區(qū)的用電需求。(3)按交直流類型分類按交直流類型來劃分，微電網(wǎng)分為直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)和交直流

30、混合微電網(wǎng)。圖（圖（2 2）直流微電網(wǎng)結構圖）直流微電網(wǎng)結構圖直流微電網(wǎng)直流微電網(wǎng)一、直流微電網(wǎng)是指采用直流母線構成的微電網(wǎng)一、直流微電網(wǎng)是指采用直流母線構成的微電網(wǎng) 直流微電網(wǎng)的結構如圖（直流微電網(wǎng)的結構如圖（2 2）所示，其特征是系統(tǒng)中）所示，其特征是系統(tǒng)中的的DG、儲能裝置、負荷等均通過、儲能裝置、負荷等均通過電力電子變換裝置電力電子變換裝置連接連接至至直流母線直流母線，直流網(wǎng)絡再通過，直流網(wǎng)絡再通過逆變裝置逆變裝置連接至外部交流連接至外部交流電網(wǎng)。直流微電網(wǎng)通過電力電子變換裝置可以向不同電電網(wǎng)。直流微電網(wǎng)通過電力電子變換裝置可以向不同電壓等級的交流、直流負荷提供電能，壓等級的交流、直流

31、負荷提供電能，DG和負荷的波動可和負荷的波動可由儲能裝置在直流側補償。由儲能裝置在直流側補償。直流微電網(wǎng)直流微電網(wǎng)Add Your TitleAdd Your TitleAdd Your Title由于由于DG的控制的控制只取決于直流電壓只取決于直流電壓，直流微電網(wǎng)的，直流微電網(wǎng)的DG較易協(xié)同運行較易協(xié)同運行。DG和負荷的波和負荷的波動由儲能裝置在直動由儲能裝置在直流側補償。流側補償。相比于交流微電網(wǎng)相比于交流微電網(wǎng)，直流微電網(wǎng)由于各，直流微電網(wǎng)由于各 DG與直流母線之間與直流母線之間僅存在一級電壓變換僅存在一級電壓變換裝置，降低了系統(tǒng)建裝置，降低了系統(tǒng)建設成本，在控制上更設成本，在控制上更易

32、實現(xiàn)；同時，由于易實現(xiàn)；同時，由于無需考慮各無需考慮各DG之間之間的同步問題，在環(huán)流的同步問題，在環(huán)流抑制上更具優(yōu)勢。抑制上更具優(yōu)勢。直流微電網(wǎng)的優(yōu)點：直流微電網(wǎng)的優(yōu)點： 常用用電負荷交流負荷，需要通過逆變裝常用用電負荷交流負荷，需要通過逆變裝置給交流用電負荷供電。置給交流用電負荷供電。直流微電網(wǎng)的缺點：直流微電網(wǎng)的缺點：二、交流微電網(wǎng) 交流微電網(wǎng)是指采用交流母線構成的微電網(wǎng)，交流母線通過公共連接點（PCC）斷路器控制，實現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)運行和離網(wǎng)運行。交流微電網(wǎng)交流微電網(wǎng)模式切換模式切換圖（圖（3 3）交流微電網(wǎng)結構圖）交流微電網(wǎng)結構圖模式切換模式切換模式切換模式切換模式切換 目前，交流微電網(wǎng)仍

33、然是微電網(wǎng)的主要形式，其目前，交流微電網(wǎng)仍然是微電網(wǎng)的主要形式，其典型結構如圖（典型結構如圖（2）所示。在交流微電網(wǎng)中，）所示。在交流微電網(wǎng)中，DG、儲、儲能裝置等均通過電力電子裝置連接至交流母線，通過能裝置等均通過電力電子裝置連接至交流母線，通過對對公共連接點公共連接點(PCC)端口處開關的控制，可實現(xiàn)微電端口處開關的控制，可實現(xiàn)微電網(wǎng)網(wǎng)并網(wǎng)運行與孤島運行并網(wǎng)運行與孤島運行模式的轉換。模式的轉換。交流微電網(wǎng)交流微電網(wǎng) 交流微電網(wǎng)的 優(yōu)點：優(yōu)點： 采用交流母線與電網(wǎng)相連，符合交流用電情況，交流用電負荷不需專門的逆變裝置。 缺點：缺點：微電網(wǎng)控制運行較難。 三、交直流混合微電網(wǎng) 交直流混合微電網(wǎng)

34、是指采用交流母線和直流母線共同構成的微電網(wǎng)。 圖（圖（4 4）交直流混合微電網(wǎng)結構圖）交直流混合微電網(wǎng)結構圖交直流混合微電網(wǎng)交直流混合微電網(wǎng) 交直流混合微電網(wǎng)交直流混合微電網(wǎng) 交直流混合微電網(wǎng)結構圖如圖（交直流混合微電網(wǎng)結構圖如圖（4 4）所示。微）所示。微電網(wǎng)中既含有電網(wǎng)中既含有交流母線又含有直流母線交流母線又含有直流母線，既可以，既可以直接向直接向交流負荷供電交流負荷供電又可以直接向又可以直接向直流負荷直流負荷供電，供電，因此可稱為因此可稱為交直流混合微電網(wǎng)交直流混合微電網(wǎng)。但從整體結構分。但從整體結構分析，實際上仍可看做是析，實際上仍可看做是交流微電網(wǎng)交流微電網(wǎng)，直流微電網(wǎng)直流微電網(wǎng)可看

35、做是一個獨特的電源通過電力電子逆變器接可看做是一個獨特的電源通過電力電子逆變器接入交流母線。入交流母線。四、按結構的復雜程序來分可分為簡單結構和復雜結構微電網(wǎng)所謂簡單結構微電網(wǎng)，是指系統(tǒng)中DG的類型和數(shù)量較少、控制和運行比較簡單的微電網(wǎng)。 所謂復雜結構微電網(wǎng)，是指系統(tǒng)中DG類型多、DG接入系統(tǒng)的形式多樣、運行和控制相對復雜的微電網(wǎng)。 德國DeMotec微電網(wǎng)結構 在復雜結構微電網(wǎng)中含有多種不同電氣特性的DG，具有結構上的靈活多樣性。但對控制提出了相對較高的要求，需要保證微電網(wǎng)在不同運行模式下安全、穩(wěn)定運行。微電網(wǎng)的控制模式微電網(wǎng)的控制模式l主從控制模式主從控制模式l對等控制模式對等控制模式l分

36、層控制模式分層控制模式所謂主從控制模式，是指在微電網(wǎng)處于孤島運行模式時，其中一個DG(或儲能裝置)采取定電壓和定頻率控制(簡稱V/ f控制)，用于向微電網(wǎng)中的其他DG提供電壓和頻率參考，而其他 DG則可采用定功率控制(簡稱PQ控制)，如圖（5）所示。采用V / f控制的DG(或儲能裝置)控制器稱為主控制器，而其他DG的控制器則稱為從控制器，各從控制器將根據(jù)主控制器來決定自己的運行方式。主從控制模式圖（圖（5 5）主從控制微電網(wǎng)結構）主從控制微電網(wǎng)結構主從控制模式主從控制模式 適于采用主控制器控制的DG需要滿足一定的條件。在微電網(wǎng)處于孤島運行模式時，作為從控制單元的DG一般為 PQ 控制，負荷變

37、化主要由作為主控制單元的DG來跟隨，因此要求其功率輸出應能夠在一定范圍內(nèi)可控，且能夠足夠快地跟隨負荷的波動。在采用主從控制的微電網(wǎng)中，當微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時，所有DG一般都采用 PQ控制，而一旦轉入孤島模式，則需要作為主控制單元的 DG快速由 PQ控制模式轉換為V/ f控制模式，這就要求主控制器能夠滿足在兩種控制模式間快速切換的要求。所謂對等控制模式，是指微電網(wǎng)中所有 DG在控制上都具有同等的地位，各控制器間不存在主、從的關系，每個DG都根據(jù)接入系統(tǒng)點電壓和頻率的就地信息進行控制。對等控制模式 對于這種控制模式，DG控制器的策略選擇十分關鍵，一種目前備受關注的方法就是 Droop 控制方法

38、。圖（圖（6 6）對等控制的微電網(wǎng)結構）對等控制的微電網(wǎng)結構對等控制模式 分層控制，是指將管理組織分為分層控制，是指將管理組織分為不同的層級不同的層級，各個，各個層級在服從整體目標的基礎上，相對獨立地開展控制活層級在服從整體目標的基礎上，相對獨立地開展控制活動。動。 電力系統(tǒng)分層控制電力系統(tǒng)分層控制 ，根據(jù)電力系統(tǒng)管理體制、組織、，根據(jù)電力系統(tǒng)管理體制、組織、電網(wǎng)結構和電壓等級，各級調(diào)度按職責和任務及其管轄電網(wǎng)結構和電壓等級，各級調(diào)度按職責和任務及其管轄范圍，對電網(wǎng)的有功范圍，對電網(wǎng)的有功-頻率、無功頻率、無功-電壓、線路潮流進行電壓、線路潮流進行的控制和管理的控制和管理 。分層控制分層控制微

39、電網(wǎng)發(fā)展的關鍵技術l大電網(wǎng)應對微電網(wǎng)接入的關鍵問題l大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用的機理l含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運行策略l含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護構建策略l微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易模式 微電網(wǎng)接入大電網(wǎng)后，將對大電網(wǎng)的規(guī)劃、運行、保護等方面帶來深刻影響。開展微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用的研究，對揭示二者相互影響的作用規(guī)律，進而提出微電網(wǎng)與大電網(wǎng)在規(guī)劃、運行、保護等方面的改進措施具有重要意義，能夠為新型電網(wǎng)系統(tǒng)進行的技術升級和改造提供有力的理論依據(jù)。大電網(wǎng)應對微電網(wǎng)接入的關鍵問題大電網(wǎng)應對微電網(wǎng)接入的關鍵問題 在微電網(wǎng)和大電網(wǎng)并聯(lián)運行中，微電網(wǎng)對大電網(wǎng)所表現(xiàn)的電氣特性較復雜。目前國內(nèi)在這二者作用機理方面的研究基本處于起

40、步階段，擬研究的主要課題包括：微電網(wǎng)穩(wěn)、暫態(tài)運行特性的理論分析及建模方法的研究；微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的電壓、功角和頻率穩(wěn)定運行的作用機理和對應措施的研究；微電網(wǎng)與大電網(wǎng)控制系統(tǒng)及故障過程相互作用機理的研究和微電網(wǎng)所引起的大電網(wǎng)電能質(zhì)量的研究。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用機理研究的目的就是要揭示出二者相互作用的本質(zhì)，發(fā)展相關的理論和方法，為含微電網(wǎng)大電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制奠定理論基礎。大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用的機理大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用的機理含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運行策略對包含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運行策略進行研究，需要從以下 6 個方面展開：含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)短期負荷預測方法；含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)調(diào)度技術與規(guī)范；含微電網(wǎng)的

41、大電網(wǎng)經(jīng)濟運行策略；含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)電能質(zhì)量問題；微電網(wǎng)并網(wǎng)技術與規(guī)范；含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)安全緊急控制策略。含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護構建策略含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護構建策略 根據(jù)含有微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護在實際應用根據(jù)含有微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護在實際應用中面臨的理論和技術問題，進而開展的課題研中面臨的理論和技術問題，進而開展的課題研究主要集中在不同類型微電網(wǎng)短路電流的特性究主要集中在不同類型微電網(wǎng)短路電流的特性研究與仿真計算模型的建立、新型大電網(wǎng)保護研究與仿真計算模型的建立、新型大電網(wǎng)保護系統(tǒng)的構建及整定計算原則的研究，以及大電系統(tǒng)的構建及整定計算原則的研究，以及大電網(wǎng)保護與微電網(wǎng)保護的協(xié)調(diào)配合機制的研究等網(wǎng)保

42、護與微電網(wǎng)保護的協(xié)調(diào)配合機制的研究等關鍵基礎性問題方面。關鍵基礎性問題方面。接入微電網(wǎng)后，電力市場中的交易模式、競價機制等都將發(fā)生變化，形成一種新的格局：一方面，DG作為微電網(wǎng)的重要組成部分，將使電力公司與用戶之間形成一種新型關系，用戶可以從電力公司買電，也可以在自發(fā)自用的基礎上，將自己擁有的 DG的剩余電能賣給電力公司或為電力公司有償提供削峰、緊急功率支持等服務；另一方面，微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時參與大電網(wǎng)競爭，必將對原有的電力市場交易模式產(chǎn)生影響。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易模式微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易模式 微電網(wǎng)接入大電網(wǎng)后，將對大電網(wǎng)的規(guī)劃、運行、保護等方面帶來深刻影響。開展微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用

43、的研究，對揭示二者相互影響的作用規(guī)律，進而提出微電網(wǎng)與大電網(wǎng)在規(guī)劃、運行、保護等方面的改進措施具有重要意義，能夠為新型電網(wǎng)系統(tǒng)進行的技術升級和改造提供有力的理論依據(jù)。大電網(wǎng)應對微電網(wǎng)接入的關鍵問題大電網(wǎng)應對微電網(wǎng)接入的關鍵問題 在微電網(wǎng)和大電網(wǎng)并聯(lián)運行中，微電網(wǎng)對大電網(wǎng)所表現(xiàn)的電氣特性較復雜。目前國內(nèi)在這二者作用機理方面的研究基本處于起步階段，擬研究的主要課題包括：微電網(wǎng)穩(wěn)、暫態(tài)運行特性的理論分析及建模方法的研究；微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的電壓、功角和頻率穩(wěn)定運行的作用機理和對應措施的研究；微電網(wǎng)與大電網(wǎng)控制系統(tǒng)及故障過程相互作用機理的研究和微電網(wǎng)所引起的大電網(wǎng)電能質(zhì)量的研究。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用機理

44、研究的目的就是要揭示出二者相互作用的本質(zhì)，發(fā)展相關的理論和方法，為含微電網(wǎng)大電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制奠定理論基礎。大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用的機理大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用的機理含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運行策略對包含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運行策略進行研究，需要從以下 6 個方面展開：含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)短期負荷預測方法；含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)調(diào)度技術與規(guī)范；含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)經(jīng)濟運行策略；含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)電能質(zhì)量問題；微電網(wǎng)并網(wǎng)技術與規(guī)范；含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)安全緊急控制策略。含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護構建策略含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護構建策略 根據(jù)含有微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護在實際應用根據(jù)含有微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護在實際應用中面臨的理論和技術問題，進

45、而開展的課題研中面臨的理論和技術問題，進而開展的課題研究主要集中在不同類型微電網(wǎng)短路電流的特性究主要集中在不同類型微電網(wǎng)短路電流的特性研究與仿真計算模型的建立、新型大電網(wǎng)保護研究與仿真計算模型的建立、新型大電網(wǎng)保護系統(tǒng)的構建及整定計算原則的研究，以及大電系統(tǒng)的構建及整定計算原則的研究，以及大電網(wǎng)保護與微電網(wǎng)保護的協(xié)調(diào)配合機制的研究等網(wǎng)保護與微電網(wǎng)保護的協(xié)調(diào)配合機制的研究等關鍵基礎性問題方面。關鍵基礎性問題方面。接入微電網(wǎng)后，電力市場中的交易模式、競價機制等都將發(fā)生變化，形成一種新的格局：一方面，DG作為微電網(wǎng)的重要組成部分，將使電力公司與用戶之間形成一種新型關系，用戶可以從電力公司買電，也可以

46、在自發(fā)自用的基礎上，將自己擁有的 DG的剩余電能賣給電力公司或為電力公司有償提供削峰、緊急功率支持等服務；另一方面，微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時參與大電網(wǎng)競爭，必將對原有的電力市場交易模式產(chǎn)生影響。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易模式微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易模式微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS) 微電網(wǎng)被定義為微電網(wǎng)被定義為發(fā)電和負荷的集合發(fā)電和負荷的集合，而通常負荷不僅，而通常負荷不僅包括了包括了電負荷，電負荷，還包括熱和冷負荷熱和冷負荷，即，即熱電聯(lián)供熱電聯(lián)供和和熱電冷熱電冷三聯(lián)供三聯(lián)供。因此，微電網(wǎng)不僅要發(fā)電，而且要利用發(fā)電的余。因此，微電網(wǎng)不僅要發(fā)電，而且要利用發(fā)電的余熱以提高總體效率。能量管理系統(tǒng)（熱以提高總

47、體效率。能量管理系統(tǒng)（Energy Management System，EMS）的目的即為作出決策以最優(yōu)地利用發(fā)電）的目的即為作出決策以最優(yōu)地利用發(fā)電產(chǎn)生的電和熱（冷）。該決策的依據(jù)為當?shù)卦O備對熱量的產(chǎn)生的電和熱（冷）。該決策的依據(jù)為當?shù)卦O備對熱量的需求、氣候的情況、電價、燃料成本等。需求、氣候的情況、電價、燃料成本等。 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS) 能量管理系統(tǒng)的調(diào)度控制功能：能量管理系統(tǒng)是為整個微電網(wǎng)服務的，即為系統(tǒng)級的，由此首要任務是將設備控制和系統(tǒng)控制加以明確區(qū)分，使各自的作用和功能簡單明了。微型汽輪機的轉速、頻率、機端電壓、發(fā)電機（微電源）的功率因數(shù)等應由微電源來控制，他們依據(jù)就地信

48、號。CERTS的模型中，EMS只調(diào)度系統(tǒng)的潮流和電壓。潮流調(diào)度時需考慮燃料成本、發(fā)電成本、電價、氣候條件等。EMS僅控制微電網(wǎng)內(nèi)某些關鍵母線的電壓幅值，并由多個微電源的控制器配合完成，與配電網(wǎng)相聯(lián)的母線電壓應由所聯(lián)上級配電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)來控制。微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS) 除了上述基本功能外，除了上述基本功能外，EMS還具有其他一些功能，如還具有其他一些功能，如當微電網(wǎng)與配電網(wǎng)解列后微電網(wǎng)應配備快速切負荷的功能，當微電網(wǎng)與配電網(wǎng)解列后微電網(wǎng)應配備快速切負荷的功能，以使微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電與負荷平衡；由于微電源同時供給電、以使微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電與負荷平衡；由于微電源同時供給電、熱等負荷，調(diào)度時應同時兼顧，一

49、般情況下往往采取熱等負荷，調(diào)度時應同時兼顧，一般情況下往往采取“以以熱定電熱定電”的原則，即滿足用戶對熱負荷需求的條件下再進的原則，即滿足用戶對熱負荷需求的條件下再進行電量的調(diào)度；微電網(wǎng)中應配備一些儲能設備，如蓄電池、行電量的調(diào)度；微電網(wǎng)中應配備一些儲能設備，如蓄電池、超級電容、飛輪等。此外，由于微電網(wǎng)本身位于用戶側，超級電容、飛輪等。此外，由于微電網(wǎng)本身位于用戶側，這些用戶可能為中心商業(yè)區(qū)、學校、工廠等，它們本來就這些用戶可能為中心商業(yè)區(qū)、學校、工廠等，它們本來就有供熱、通風、空調(diào)等過程控制系統(tǒng)，未來的有供熱、通風、空調(diào)等過程控制系統(tǒng)，未來的EMS有可能有可能成為這些系統(tǒng)以及當?shù)匕l(fā)電、儲能等

50、的總調(diào)度系統(tǒng)。成為這些系統(tǒng)以及當?shù)匕l(fā)電、儲能等的總調(diào)度系統(tǒng)。 中國發(fā)展微電網(wǎng)的意義中國發(fā)展微電網(wǎng)的意義(1)微電網(wǎng)可以提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，有利于電力系統(tǒng)抗災能力建設。(2)微電網(wǎng)可以促進可再生能源分布式發(fā)電的并網(wǎng)，有利于可再生能源在我國的發(fā)展。(3)微電網(wǎng)可以提高供電可靠性和電能質(zhì)量，有利于提高電網(wǎng)企業(yè)的服務水平。(4)微電網(wǎng)能夠有效減少對集中式大型發(fā)電廠電力生產(chǎn)的依賴以及遠距離電能傳輸、多級變送的損耗，降低網(wǎng)損。(5)微電網(wǎng)能夠有效地解決我國西部地區(qū)目前常規(guī)供電所面臨的輸電距離遠、功率小、線損大、建設變電站費用昂貴的問題，為我國邊遠及常規(guī)電網(wǎng)難以覆蓋的地區(qū)的電力供應提供有力支持，有

51、利于社會主義新農(nóng)村建設。 微電網(wǎng)系統(tǒng)的構成設備微電網(wǎng)系統(tǒng)的構成設備 （1）分布式發(fā)電接入微電網(wǎng)綜合控制管理所用設備小型微電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡結構 分布式發(fā)電接入微電網(wǎng)綜合控制管理所用設備只需在集中控制層中使用一臺集中控制器（該集中控制器直接嵌入控制屏中，無需獨立的監(jiān)控室），該集中控制器能完成數(shù)據(jù)采集、應用服務、數(shù)據(jù)庫服務、操作員監(jiān)控界面等功能，具有結構簡單、占地小、投資小等特點。 大中型微電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡結構 對于大中型微電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡，由于其管理設備較多、電壓等級較高，系統(tǒng)規(guī)模較大等特點，集中控制層所需設備除交換機和集中控制器外，還應包括能量管理系統(tǒng)前置機、微電網(wǎng)工作站、微電網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互終端等設備，用

52、來完成集數(shù)據(jù)采集、應用服務程序的運行、數(shù)據(jù)的存儲及監(jiān)控界面的顯示、微電網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互數(shù)據(jù)的上傳等，根據(jù)需要，這些服務器可以采用雙機以實現(xiàn)主備。 該類型系統(tǒng)結構具有結構靈活、運行安全、運行效率高、功能配置強大等特點。 無論是小型還是大中型的微電網(wǎng)，其所需要的設備及完成的功能如下：集中控制器集中控制器 集中控制器是整個微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的核心部分，完成整個微電網(wǎng)的監(jiān)視和控制(Supervisory Control and Data Acquisition：SCADA)，以及微電網(wǎng)能量管理控制(微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng))等功能。集中控制器的外觀集中控制器的外觀 集中控制器主要完成的功能： 一是微電網(wǎng)的綜合監(jiān)

53、視、實時統(tǒng)計即：對分布式電源發(fā)電情況進行監(jiān)控、統(tǒng)計和分析；對儲能系統(tǒng)充放電進行監(jiān)控、統(tǒng)計和分析；對負荷進行進行監(jiān)控、統(tǒng)計和分析；對整個微電網(wǎng)的綜合運行情況監(jiān)視與統(tǒng)計；對微電網(wǎng)內(nèi)的電能質(zhì)量監(jiān)視 二是對微電網(wǎng)內(nèi)的能量進行管理，即：對分布式發(fā)電及負荷進行預測：如進行光伏發(fā)電的預測、風機發(fā)電預測、負荷預測等；對配電網(wǎng)進行功率交換方面的控制；對調(diào)度交換的功率進行緊急控制；對離網(wǎng)能量進行平衡控制；對分布式電源出力進行平滑控制；能進行自動電壓的無功控制；能對分布式電源發(fā)電互補進行經(jīng)濟運行分析；能對冷熱電聯(lián)供進行優(yōu)化控制；能對負荷進行自動跟蹤并進行消峰填谷。微電網(wǎng)并離網(wǎng)控制設備微電網(wǎng)并離網(wǎng)控制設備 微電網(wǎng)并離

54、網(wǎng)控制設備（如MSD 831/R1、MSD 831/R2）可對公共連接點進行監(jiān)控，實現(xiàn)離網(wǎng)自動斷開連接斷路器、自動并網(wǎng)等功能。該裝置用在公共連接線路和連接母線上，可同時管理兩個公共連接線路和母聯(lián)，主要配置有孤島檢測、自動同期并網(wǎng)、手動同期并網(wǎng)、過流保護、電能質(zhì)量檢測等 。微電網(wǎng)負荷控制設備微電網(wǎng)負荷控制設備 微電網(wǎng)負荷控制設備(如：MSD 832)具有低頻、低壓、過頻、過壓控制功能，主要用于低頻、低壓減載，過頻切機，過頻或過壓解列。裝置測量安裝處的母線電壓、頻率以及變化率。當發(fā)生頻率、電壓事故時，進行相應的頻率、電壓事故判斷及處理。適用于兩段母線并列或分列運行的微電網(wǎng)，也可用于單段母線的微電網(wǎng)

55、 。微電網(wǎng)前置終端設備微電網(wǎng)前置終端設備 微電網(wǎng)前置終端設備（如MCC803）其主要是用來完成各種設備的規(guī)約解析與數(shù)據(jù)接入，包括分布式電源接入（光伏逆變器、風機逆變器、儲能雙向變換器等）、保護測量裝置、微電網(wǎng)并離網(wǎng)控制器等。其支持的規(guī)約類型包括IEC61850、IEC870 5 103/104、Modbus/Jbus 等標準規(guī)約，并支持其他設備廠家的自定義協(xié)議 。微網(wǎng)微網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互終端設備配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互終端設備 微網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互終端設備（如MCC802）主要是用來與微電網(wǎng)集中控制器進行通訊，獲取處理后的采集數(shù)據(jù)與微電網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并上送配網(wǎng)調(diào)度（也可將數(shù)據(jù)發(fā)送至其他應用），并且接受配電網(wǎng)對微

56、電網(wǎng)的遙控、參數(shù)設置命令， 實現(xiàn)微電網(wǎng)與配電網(wǎng)間數(shù)據(jù)的上送與下傳。與配網(wǎng)調(diào)度間的規(guī)約支持IEC61850、IEC870 5 101/104、CDT 等 。分布式發(fā)電：光伏發(fā)電系統(tǒng)相關設備分布式發(fā)電：光伏發(fā)電系統(tǒng)相關設備典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)的示意圖 典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)方框圖 它是由一個光伏箱式變電站和若于光伏電池方陣、負荷和匯流箱所組成的，其中的光伏箱式變電站是在對常規(guī)箱變產(chǎn)品進行創(chuàng)新設計的基礎上，集成光伏發(fā)電交直流系統(tǒng)、逆變裝置、低損耗變壓器及其它控制系統(tǒng)的新型產(chǎn)品，使交直流控制系統(tǒng)、逆變裝置、升壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等更有機的結合起來，達到配置形式簡化、可靠性靈活性高、運行檢修安全方便，同時具有環(huán)保節(jié)能、結構緊湊等特點，完全滿足大型光伏電站接入電網(wǎng)的需求。 與光伏發(fā)電有關的設備主要有： 1）光伏電池組件 光伏電池組件可分為晶硅（單晶硅、多晶硅)、非晶硅及微晶硅薄膜等電池組件，