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微电网技术及应用浅谈

1微电网背景和定义2微电网系统控制技术浅谈航天光伏简介3

一、微电网的背景和定义能源危机呼唤可再生能源据统计，目前全球石油已知储量可开采约为40年，原煤约为200年，天然气约为50年，而我国可采储量的原油仅20.1年，原煤114.5年，天然气仅49.3年。能源危机正逐渐蔓延到世界的任何一个角落，成为经济社会发展的一个瓶颈，也成为全球政治、军事冲突的重要因素。全球性的能源危机已非常突出。

一、微电网的背景和定义分布式发电（DG）利用各种可用和分散存在的能源，如：太阳能、风能等可再生能源天然气为燃料的冷/热/电联供系统分布式发电的特点位置灵活、分散，适应分散电力需求和资源分布；与大电网互为备份，改善了供电可靠性；易满足负荷需求、有利于可再生能源高效和规模化利用；我国可再生能源发电模式是集中发电远距离输电与分布式发电相结合的方式

分布式发电的形式分布式发电的缺点单机接入成本高，控制困难系统故障退出运行间歇性影响周边用户能源综合优化困难对电网运行调度提出了挑战为协调大电网与分布式电源间的矛盾，充分利用分布式电源为电网和用户带来的价值和效益，提出了微网（Microgrid）的概念一、微电网的背景和定义

微电网的定义美国CERTS对于微电网的定义微网是由负荷和微电源组成并可提供电能和热能的系统内部的微电源通常基于电力电子装置进行能量的转换，并进行灵活的控制微网相对于大电网表现为单一受控的单元，并满足用户的可靠性和安全性的需求一、微电网的背景和定义

欧盟对于微电网的定义微网是利用分布式能源、储能装置和可控负荷共同组成的低压网络容量范围从几百千瓦到几个兆瓦能够与配电网并联运行，在上一级电网故障时可脱网自治运行，故障恢复后可重新并网日本对于微电网的定义微网是在一定区域内利用可控的分布式电源根据用户需求提供电能的小型系统一、微电网的背景和定义

微网是由分布式电源、储能和负荷构成的可控储能系统，可平滑接入大电网和独立自治运行，是发挥分布式电源效能的有效方式。微电网的特征以分布式发电技术为基础，融合储能、控制和保护装置接入电压是配电网电压等级能够运行在联网和孤岛两种模式分布式电源之间有一定地理距离国网电科院对于微电网的定义一、微电网的背景和定义

微网方式运行的优点：可提高分布式电源的有效运行时间电网灾变情况下重要用户持续供电降低用户对传统电网供电可靠性的要求可再生能源综合优化利用发展微电网技术对经济与社会意义巨大！一、微电网的背景和定义

微网的控制系统架构配电网调度层微网可对电网提供有效支撑参与电网经济运行调度微网集中控制层主网与微网间的接口，与配电网调度层交互信息实现对分布式电源/储能/负荷层的优化控制策略，实现微网在联网/孤岛状态的稳定运行和平滑切换本地控制层电源/储能的就地控制器完成分布式电源电源和储能对电压和频率的一次调节负荷控制器根据系统的电压频率，在必要时切除非关键负荷就地保护完成微网的故障快速保护二、微电网的系统控制技术

微网联网运行状态微网的运行方式微网孤岛运行状态微网停运状态紧急节列控制微网节列过度状态联网控制微网联网过度状态优化协调控制恢复/联网控制微网启动过度状态依托于分布式微源接口变换器的控制用户感受不到网络中分布式微源运行状态的改变及出力变化而引起的波动二、微电网的系统控制技术

微网的两种控制策略主从控制（master-slave）以微网中某个分布式微源作为主控制单元以上层中心控制器作为主控制单元对等控制（peer-to-peer）利用下垂特性曲线通过测量逆变器输出端口电压的频率和电压幅值控制分布式微源输出的有功和无功功率微网联网运行利用下垂特性曲线通过测量逆变器端口输出的有功和无功功率控制其端口的频率和电压幅值微网孤岛运行二、微电网的系统控制技术

主从控制（Master-Slave）以微网中的某个分布式电源作为主控制单元以上层中心控制器作为主控制单元二、微电网的系统控制技术

对等控制（Peer-to-Peer）分层控制第一层控制：实现逆变器的有功和无功下垂控制第二层控制：在微网孤岛运行时，实现对并网点的二次调频和调压第三层控制：在微网联网运行时，实现逆变器的有功功率和无功功率控制二、微电网的系统控制技术

主从控制和对等控制策略的比较以一个分布式微源为主控制单元的底层分布式微源的主从控制策略，整个系统对主单元有较强的依赖性，主控制单元控制失效，整个微网就会瘫痪，所以常通过多个分布式微源竞争主控制单元的方式提高其可靠性。底层分布式微源之间的对等控制，分布式微源之间不需要通信联系就能实现功率共享，且分布式微源之间的地位对等，控制具有冗余性，故逐渐受到大家的关注。以中心控制器为主控制单元的主从控制策略，中心控制其能起