微电网的定义及其典型结构 -ag真人国际官网

1. 微电网的定义

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ag真人国际官网的解决方案协会（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。2002年，certs从结构、控制、经济等方面系统全面介绍了微电网的概念。微电网（美国）是一种由负荷和微电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制；微电网相对于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方面的需求。欧盟对微电网（欧盟）给出的定义是：利用一次能源；使用微型电源，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。日本三菱公司从规模上将微电网（日本）分为大规模、中规模和小规模三类。由传统电源供电的独立电力系统也被归入微电网研究范畴，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（中国）的定义：微电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、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，既可以与配电网并网运行，也可以与配电网断开独立运行。

2. 微电网的典型结构
微电网一般是由多条辐射状馈线和负载群组成，辐射状配电网通过固态转换开关(static transfer switch)在公共连接点(point of common coupling)与主干配电系统相连，每条馈线具有断路器和潮流控制器。
微电网的通信结构是由三个基本层纽成，首层是微电网中央控制器(microgrid central controller)，次层是负荷控制器(load controller)和微源控制器(microsource controller)，底层是可控负荷与可控微源。
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，并能继续对优先负荷进行供电。微电网包括3条馈线a、b和c，整个网络呈放射状。馈线通过微电网主隔离装置（一般是静态开关）与配电系统相连，可实现孤网与并网运行模式间的平滑无缝转换。其中，a和b为敏感负荷（重要负荷），安装有多个分布式电源(dg)，馈线a中含有一个运行于热电联产的dg，该dg向用户提供热能和电能。馈线c为非敏感性负荷，孤网情况下微电网内部过负荷运行时，可以切断系统对c的供电。当外界大电网出现故障停电或电能质量问题时，微电网可通过主断路器切断与电网的联系孤网运行。此时，微电网的负荷全部由dg承担，馈线c继续通过母线得到来自微网的电能并维持正常运行。如果孤网情况下无法保证电能的供需平衡，可以断开馈线c，停止对非重要负荷供电。当故障消除后，主断路器重新合上，微电网重新恢复与主电网功角同步运行，保证系统平稳过渡到孤网前的运行状态。

在微电网的这种结构下，多个dg就地向重要负荷提供电能和电压支撑，在很大程度上减少了直接从大电网买电和电力线传输的负担，并可增强重要负荷抵御来自主网故障影响的能力。