微电网的基本概念与特点

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：目前，国际上对微电网的定义各不相同，从1999年开始，美国电力可靠性技术解决方案协会首次对微电网在可靠性、经济性及其对环境的影响等方面进行了研究。微电网有两种运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在现有的微电网结构中，储能装置是维持系统暂态稳定必不可少的设备。微电网具有单点接入、运行灵活等特点，因此能给大电网和电力用户分别带来一些益处。

目前，国际上对微电网的定义各不相同，从1999年开始，美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）首次对微电网在可靠性、经济性及其对环境的影响等方面进行了研究。到2002年，CERTS从结构、控制、经济等方面系统全面地介绍了微电网的概念：微电网是一种由负载和微型电源共同组成的系统，它可以同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电力电子变换器负责能量的转换，并对电能提供必要的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。欧盟微电网项目给出的定义是：利用一次能源；使用微型能源，分为不可控、部分可控和全控三种，并可冷、热、电三联供；配有储能装置；使用电力电子装置进行能量调节。日本三菱公司将传统电源供电的独立电力系统也归入了微电网的研究范畴，大大扩展了美国CERTS对微电网的定义范围。

综上所述并结合我国电网的实际状况，可以得出微电网的定义：微电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负载和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网既可以与配电网并网运行，也可以与配电网断开独立运行。微电网有两种运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在并网运行模式下，微电网与主网部分或全部连接，能与主网之间实现功率的双向流通。当主网有任何的扰动异常时，微电网都能及时切换到孤岛运行模式，并能继续对优先负载供电。

通过上述微电网的定义可知，微电网技术是新型电力电子技术与分布式发电、可再生能源发电技术和储能技术的有机结合。其主要特点如下：

1）一般通过单点接入大电网，即从电网端看进去，微电网是一个可控发电单元或者负载。这样可以充分利用微电网内各种分布式电源的互补性，能源的利用更加充分，并且减少了各类分布式电源直接接入电网后对大电网的影响。

2）微电网中使用大量的电力电子装置作为接口，使得微电网内的分布式电源相对于传统的发电机惯性很小或无惯性。同时，由于电力电子装置的响应速度快且输出阻抗小，导致逆变器接口的分布式电源过载能力较低。

3）由于微电网惯性很小或无惯性，在能量需求变化的瞬间，分布式电源无法满足需要，所以微电网需要依赖储能装置来达到能量平衡。在现有的微电网结构中，储能装置是维持系统暂态稳定必不可少的设备。

微电网具有单点接入、运行灵活等特点，因此能给大电网和电力用户分别带来一些益处。主要有：通过与储能装置相配合，微电网将不同类型的DG电源优势互补，减少了单个分布式电源可能给电网造成的影响，同时也方便了配电网的运行管理；微电网通过本地DG或中、小型传统发电方式的优化配置，向附近负载提供热能或电能，减少了输配电线路的投资，降低了输电损耗；减少大发电站的发电备用需求；提供负载侧电压支持等。

另外，给用户侧带来的好处有：微电网运行模式灵活，便于DG的接入或断开，且在上级网络发生故障时可以独立运行，继续保持供电，提高了用户侧的供电可靠性；多个DG联网的微电网增加了系统容量，并有相应的储能系统，使系统惯性增大，减弱电压波动和电压闪变现象，为用户提供更高的电能质量；微电网采用的分布式电源大部分都是可再生能源和清洁能源，减少了环境污染，实现了能源的可持续发展。

微电网的基本概念与特点

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