分布式发电与微电网
高职分布式发电与智能微电网技术专业教学标准
高职分布式发电与智能微电网技术专业教学标准一、专业名称分布式发电与智能微电网技术。
二、入学要求普通高级中学毕业、中等职业学校毕业或具备同等学力。
三、基本修业年限三年。
四、职业面向本专业职业面向如表1所示。
本专业培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展的能力，掌握本专业知识和技术技能，面向电力、热力生产和供应业的发电设备安装工、电力供电服务人员以及其他电力、热力、气力、水生产和输配人员等职业群，能够从事分布式发电技术、微电网运行与管理技术、分布式电站运行维护技术等工作的高素质技术技能人才。
六、培养规格本专业毕业生应在素质、知识和能力等方面达到以下要求：（一）素质1.坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，践行社会主义核心价值观，具有深厚的爱国情感和中华民族自豪感。
2.崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识。
3.具有质量意识、环保意识、安全意识、信息素养、工匠精神、创新思维。
4.勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划的意识，有较强的集体意识和团队合作精神。
5.具有健康的体魄、心理和健全的人格，掌握基本运动知识和1~2项运动技能，养成良好的健身与卫生习惯，以及良好的行为习惯。
6.具有一定的审美和人文素养，能够形成1~2项艺术特长或爱好。
（二）知识1.掌握必备的思想政治理论、科学文化基础知识和中华优秀传统文化知识。
2.熟悉与本专业相关的法律法规以及环境保护、安全消防等知识。
3.熟悉电力仪表的使用及检测方法。
4.掌握分布式电站与微电网系统的项目建设技术文件编制知识与方法、项目组织管理知识、施工现场管理知识与方法。
5.掌握分布式电站设备监控管理、状态监测管理、综合自动保护、数据共享、远程监控知识及分布式电站安全运维管理和检修方法。
分布式发电与微电网
分布式发电与微电网一、分布式发电分布式发电技术是充分开发和利用可再生能源的理想发生，它具有投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点，可以对未来大电网提供有力补充和有效支撑，是未来电力系统的重要发展趋势之一。
（一）分布式发电的基本概念分布式发电目前尚未有统一定义，一般认为，分布式发电（Distributed Generation, DG）指为满足终端用户的特殊要求、接在用户侧附近大的小型发电系统。
分布式电源（Distributed Resource, DG）指分布式发电与储能装置（Energy Storage，ES）的联合系统（DR=DG+ES）。
它们规模一般不大，通常为几十千瓦至几十兆瓦，所用的能源包括天然气（含煤气层、沼气）、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源；而储能装置主要为蓄电池，还可能采用超级电容、飞轮储能等。
此外，为了提高能源的利用效率，同时降低成本往往采用冷、热、电联供（Combined Cooling、Heat and Power, CCHP）的方式或热电联产（Combined Heat and Power, CHP 或Co-generation）的方式。
因此，国内外也常常将冷、热、电等各种能源一起供应的系统称为分布式能源（Distributed Energy Resource, DER）系统，而将包含分布式能源在内是电力系统称为分布式能源电力系统。
由于能够大幅提高能源利用效率、节能、多样化地利用各种清洁和可再生能源。
未来分布式能源系统是应用将会越来越广泛。
分布式发电直接接入配电系统（380V或10kV配电系统，一般低于66kV电压等级）并网运行较为多见，但也有直接向负荷供电而不与电力系统相联，形成独立供电系统（Stand-alone System），或形成所谓的孤岛运行方式（Islanding Operation Mode）。
采用并网方式运行，一般不需要储能系统，但采取独立（无电网孤岛）运行方式时，为保持小型供电系统的频率和电压稳定，储能系统往往是必不可少的。
微电网和分布式发电的“前世今生“
微电网和分布式发电的“前世今生”随着经济快速发展，能源分布与供应，消费与环保的矛盾日趋突出。
为保护生态环境，改善雾霾，国家大力倡导发展清洁能源，而伴随着清洁能源开发利用规模的扩大，清洁能源电力并网难却不断显现。
为改善并网的种种弊端，人们已将视角转向微电网技术，使微电网由科研试验向推广应用发展。
从技术层面看，微电网技术已成为分布式发电供电系统集成技术的核心，也是分布式发电大规模工业化应用的关键。
在清洁能源发电比重不断加大的状况下，只有通过分布式发电以微电网接入配电网，才能最大限度发挥分布式发电的效能，因而微电网发展将被寄予厚望。
微电网实质上是个小电网，而分布式发电是基础，但传统大电网是在火电体系下建起来的。
微电网的形成与发展绝不是对大电网的挑战，而是对大电网有益补充，也是实现电网高效、稳定、优质供电的重要环节。
微电网能将分布式发电与配电网连接起来而起到“桥梁”作用，破解可再生能源电力并网难题。
随着微电网技术的成熟，清洁能源发电成本下降，储能产业发展，以及石化能源价格上扬，必将促进微电网快速发展，为分布式发电并网提供支撑。
一、微电网概念及其优越性微电网的基础是分布式发电，实质是个小型电网，由各种分布式电源、储能系统、负荷、监控、保护、计量、通信等组成。
微电网相当于电力系统中的“毛细管”，也是智能电网中新的网络结构单元。
值得一提的是储能系统，它是微电网安全、稳定、可靠供电的基础，即在孤网运行也能保证重要客户的用电需求。
微电网技术的发展与电力电子技术、计算机控制技术和通信技术紧密相关，微电网的兴起让人们仿佛看到了有效化解清洁能源电力并网的希望，从而推动清洁能源发电的快速发展，具有鲜明的技术革命特征。
微电网具有灵活的运行方式和可调度的性能，既可接入配电网运行，也可作为独立电网运行。
通过相关控制装置对两种运行方式进行切换，使之达到协调配合，提高供电可靠性。
对配电网而言，微电网是个可控、可调度的负荷，使电力调度人员不再直面各个分布式电源，而是通过微电网对分布式电源进行有效控制和管理。
分布式发电系统与微电网技术
分布式发电系统与微电网技术随着能源需求的不断增长以及对可再生能源的关注度日益提高，分布式发电系统与微电网技术成为电子与电气工程领域的研究热点。
本文将从技术原理、应用场景和未来发展方向三个方面探讨这一主题。
一、技术原理分布式发电系统是指将发电设备分布在用户侧，通过小型化的发电装置进行电能的生产。
而微电网技术则是将分布式发电系统与传统电网相连接，形成一个小型的电力系统。
这两种技术的核心在于能源的分散和可再生能源的利用。
分布式发电系统通过利用太阳能、风能、水能等可再生能源进行发电，将电能直接供给用户。
这种分布式的发电方式能够减少能量传输过程中的能量损失，提高能源利用效率。
同时，分布式发电系统还可以通过能量存储装置将多余的电能储存起来，以备不时之需。
微电网技术则是将分布式发电系统与传统电网相连接，形成一个小型的电力系统。
通过智能电网管理系统，微电网可以实现对能源的有效调度和优化控制。
当传统电网出现故障或停电时，微电网可以独立运行，为用户提供可靠的电力供应。
二、应用场景分布式发电系统与微电网技术在许多领域都有广泛的应用。
首先，在偏远地区或无电区域，分布式发电系统可以为当地居民提供可靠的电力供应，改善生活条件。
其次，在工业和商业领域，分布式发电系统可以降低能源成本，提高能源利用效率。
此外，分布式发电系统还可以应用于农业温室、城市照明和交通系统等领域。
微电网技术在城市和社区中的应用也日益增多。
通过将分布式发电系统与传统电网相连接，微电网可以实现对能源的灵活调度。
在城市中，微电网可以实现对电动车充电桩的管理和优化，提高能源的利用效率。
在社区中，微电网可以实现对居民家庭能源的管理和监控，促进能源的节约和环保。
三、未来发展方向分布式发电系统与微电网技术在未来的发展中还有许多挑战和机遇。
首先，需要进一步提高可再生能源的利用效率和稳定性，以满足不同场景下的能源需求。
其次，需要加强对分布式发电系统和微电网的智能化管理和控制，以实现对能源的优化调度。
分布式能源与微电网、电站的关系
分布式能源与微电网、电站的关系分布式能源:普遍意义上是连接到中低压配电网上的小型电机，“分布式”就是为了跟传统输电网络顶端大型发电机区别开来。
加入的目的有很多种，有作后备能源的，有为了利用当地可再生能源的，有地理因素难以获得中央集中供电的。
微电网:是一种控制一群分布式能源的电网机制，本身是为了更好的控制一撮当地的电机，储电装备和负荷，不干扰输电系统。
整个微电网对于主电网来说可以看作一个可控负荷，或者说一个虚拟发电机。
电站:传统电网以及未来电网都必须有的基本元素，用于中继输电配电。
电站没什么好说的，就说说分布式能源和微电网的区别吧。
分布式能源(DER):一般定义为包括分布式发电(DG)、储能装置(ES)和与公共电网相连的系统。
其中DG是指满足终端用户的特殊需求，接在用户侧的小型发电系统，主要有内燃机，微型燃气轮机、燃料电池、太阳能、风能等发电系统。
分布式能源有很多优点，比如可实现能源综合梯级利用，弥补大电网稳定性方面不足，环境友好等，但是它的最本质缺点在于不可控和随机波动性，从而造成高渗透率下对电网稳定的负面影响。
所以，分布式能源和微电网的本质区别就在于前者不可控，后者可控。
微电网把分布式发电、储能装置、负荷通过控制系统协调控制，形成单一可控单元，直接接在用户侧，优点是非常明显的。
微电网的控制模式和策略是里面的关键部分，无论是系统级的主从、对等和综合性控制模式，还是逆变器级的P/Q、U/f、下垂控制，乃至和储能相结合的控制方式，都是微电网的核心部分。
而这些，在分布式能源系统里面是不会涉及的。
所以说，很多外面在搞的微网项目，特别是中国人在国外援建，都是在混淆概念，没有控制系统，其实只能叫做分布式发电(分布式能源系统都算不上)。
前面解释的微网似乎还可以补充下:1、电站:传统电网分为发输变配用，或者说(电)源-(电)网-(负)荷。
电能是单相流动的，大型的电站发电，长距离电网送电，到用户这里用电。
2、分布式能源:电网里中一种利用可再生能源的方法，因为风能、太阳能的分布不会像煤矿、天然气那样集中，所以在西北之类风光资源充足的地方修建大型风电场、光伏电站的同时，可以在用户侧接入小型的风机、光伏、储能、燃气轮机等电源设备，省去了在电网中传输的损耗，提高可再生能源的比例。
《2024年分布式发电与微网系统多目标优化设计与协调控制研究》范文
《分布式发电与微网系统多目标优化设计与协调控制研究》篇一一、引言随着能源需求的持续增长和传统能源的逐渐枯竭，可再生能源的开发与利用成为当前及未来发展的必然选择。
分布式发电及微网系统以其高灵活性、低成本和环境友好型特点，受到了世界各地政府及学术界的广泛关注。
本研究着重探讨了分布式发电与微网系统的多目标优化设计与协调控制问题，旨在通过高效、可靠的优化设计与控制策略，提高微网系统的稳定性和可靠性，并推动分布式发电的可持续发展。
二、分布式发电与微网系统概述分布式发电系统是指分散在用户端的各类小型发电系统，如风能、太阳能、生物质能等。
而微网系统则是由分布式电源、储能装置、能量转换设备及负荷等组成的局域电力系统。
微网系统能够在离网或并网模式下运行，实现本地电能的自给自足和平衡。
三、多目标优化设计研究在分布式发电与微网系统的多目标优化设计中，主要考虑的是如何实现经济性、环保性、稳定性和可靠性等多重目标的最优平衡。
具体而言，本研究从以下几个方面进行了深入探讨：1. 电源配置优化：根据不同地区的气候条件、能源需求等因素，优化分布式电源的配置方案，包括各类发电机的容量分配和安装位置等。
2. 能量管理策略：针对微网系统内部的能量分配问题，设计了一套基于多智能体技术的能量管理策略，实现了能量的高效利用和平衡。
3. 储能系统设计：考虑到可再生能源的间歇性和不稳定性，设计了合理的储能系统，以实现电能的平滑输出和调节。
四、协调控制研究在分布式发电与微网系统的协调控制方面，本研究主要关注以下几个方面：1. 中央控制器设计：设计了一套中央控制器，负责整个微网系统的协调控制，实现了对各分布式电源和储能系统的有效调度。
2. 通信网络建设：建立了可靠的通信网络，实现了各分布式电源和控制器之间的信息交互和共享，为协调控制提供了基础支持。
3. 运行模式优化：针对不同的运行环境和需求，优化了微网系统的运行模式，包括并网运行、离网运行及混合运行等。
分布式发电及微电网技术
课程简介
主要内容
分布式发电与微电网简介 分布式电源--风力发电 分布式电源--太阳能光伏发电 分布式电源--燃气轮机发电 微电网的运行与控制 分布式发电对配电系统的影响
分布式发电与微电网简介
分布式发电的概念
分布式发电的概念 一般指发电容量较小(几十千瓦至一百兆瓦之间) 、 与配电网连接、分散在负载附近的发电形式。 在许多国家分布式发电一般不经规划或中央调度。 与远距离输电和大电网互联的电力系统相区别， 称之为分布式发电。
微电网的定义
美国 能源部给出的定义: 微电网由分布式电源和电力负荷构成,可以工作在并 网与独立两种模式下,具有高度的可靠性和稳定性。
电力可靠性技术解决方案协会给出的定义: 微电网是由负荷和微型电源共同组成的系统,它可同 时提供电能和热能;微电网内部的电源主要由电力电子器 件负责能量的转换,并提供必需的控制;微电网相对于外部 大电网表现为单一的受控单元,并同时满足用户对电能质 量供电安全等要求。
有助于防止大面积停电，增强电网抵御自然灾害的能力。
分布式电源的技术类型
分布式电源包括 小型燃汽轮机 微型燃汽轮机 燃料电池 太阳能光伏电池发电 地热发电等
分布式电源的技术类型
几种常见的分布式电源
分布式电源的技术类型
燃料电池（Fuel Cell)
分布式电源的技术类型
塔式太阳能热发电系统
分布式电源的技术类型
潮汐发电（Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
潮汐发电（Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
潮汐发电（Tidal Energy)力发电
分布式电源的技术类型
电力系统中的分布式发电技术与微电网的管理优化
电力系统中的分布式发电技术与微电网的管理优化随着能源需求的增加和环境问题的突出，传统的集中式电力系统面临着许多挑战。
为了提高能源利用效率，并减少对传统能源的依赖，分布式发电技术和微电网的管理优化成为当前电力系统中备受关注的话题。
分布式发电技术是指将小规模的发电设备分布在用户附近，将电力产生和消费点相互连接，形成一个涵盖了发电、配电和用电的小型电力系统。
与传统的集中式发电相比，分布式发电技术具有以下优势：首先，分布式发电技术提高了电力系统的可靠性和稳定性。
传统的集中式电力系统依赖于少数几个大型发电厂供应电力，一旦发生故障或自然灾害，整个电力系统就会瘫痪。
而分布式发电技术中的多个小型发电设备可以独立运行，互相支持，即使某个装置发生故障，其他设备仍然可以继续供电，保证了电力系统的可靠性。
其次，分布式发电技术减少了输电损耗。
传统电力系统需要将电能从远离用户的发电厂输送到用户所在地，导致了大量的输电损耗。
而分布式发电技术将发电设备置于用户附近，缩短了输电距离，减少了输电损耗，提高了电能的利用效率。
另外，分布式发电技术促进了能源多样化和可持续发展。
传统电力系统主要依赖于化石燃料，对环境造成了严重的污染。
而分布式发电技术可以利用可再生能源，如太阳能、风能、生物质能等，减少对传统能源的依赖，并减少了大量排放物的产生，实现了绿色环保的能源供应。
为了有效管理和优化微电网，需要考虑以下几个方面：首先，需要建立合理的能源管理系统。
微电网中的多个分布式发电设备需要通过能源管理系统进行协调和控制，以确保系统的稳定运行。
能源管理系统需要具备监测、控制、调度和优化的功能，通过对发电设备、储能设备和用户需求的实时监测和分析，实现能源的合理供给和需求的匹配。
其次，需要制定合理的能源的交易和定价机制。
微电网中的多个参与主体之间进行能源的交易和定价，可以提高能源利用效率和供需匹配的程度。
例如，参与者可以通过电力交易市场进行能源的买卖，根据市场需求和供给确定能源的价格，并通过市场机制调控供需关系，实现资源的优化配置。
电力系统中的分布式发电与微电网技术
电力系统中的分布式发电与微电网技术在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，电力系统中的分布式发电与微电网技术正逐渐成为能源领域的热门话题。
这两项技术的发展和应用，为解决能源供应的可靠性、可持续性以及能源效率等问题提供了新的思路和方法。
分布式发电，简单来说，就是将小型的发电装置分散地布置在用户附近，实现就地发电、就地使用。
这些发电装置可以包括太阳能光伏发电、风力发电、小型燃气轮机发电等多种形式。
与传统的集中式发电方式相比，分布式发电具有许多显著的优点。
首先，分布式发电能够有效地减少输电过程中的能量损耗。
由于发电设备靠近用户，电能传输的距离大大缩短，从而降低了线路电阻带来的能量损失。
这不仅提高了能源的利用效率，还降低了对输电线路的投资和维护成本。
其次，分布式发电能够提高电力系统的可靠性和稳定性。
在传统的集中式供电模式中，如果大型发电厂出现故障或者输电线路受到破坏，可能会导致大面积停电。
而分布式发电系统分布广泛，即使部分发电设备出现问题，也不会对整个电力系统造成太大的影响。
此外，分布式发电还可以作为备用电源，在紧急情况下为重要用户提供电力保障。
再者，分布式发电有利于促进可再生能源的利用。
太阳能、风能等可再生能源具有分布广泛、清洁环保的特点，但由于其能量密度较低、间歇性强等原因，在大规模集中式开发中面临诸多困难。
而分布式发电模式可以充分利用这些可再生能源的分散性和随机性，实现就地开发、就地消纳，为可再生能源的广泛应用创造了条件。
然而，分布式发电也存在一些问题和挑战。
由于分布式电源的容量较小、输出功率不稳定，其接入电网可能会对电力系统的电能质量、电压稳定性等方面产生不利影响。
此外，分布式发电的管理和调度也相对复杂，需要建立有效的协调控制机制，以确保其与电网的安全稳定运行。
为了更好地整合和管理分布式发电资源，微电网技术应运而生。
微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷等组成的一个小型发配电系统，它既可以与外部电网并网运行，也可以独立运行。
分布式发电与微电网的发展研究
分布式发电与微电网的发展研究引言随着能源需求的增长和能源供应的不稳定性，分布式发电与微电网的概念成为能源行业的热门话题。
分布式发电是指将能源的产生地点移近到能源使用地点的一种方式，而微电网是由多个分布式发电系统组成的局部电力网络。
随着技术进步和支持的推动，分布式发电与微电网在可持续能源发展、能源安全和能源效率等方面具有巨大的潜力。
本文将对分布式发电与微电网的发展进行研究，分析其对能源行业的影响以及面临的挑战。
一、分布式发电的概念与技术1.1 分布式发电的定义分布式发电是指将能源的产生地点从传统的集中式发电站转移到能源使用地点附近的一种能源供应方式。
它通过利用可再生能源（如太阳能、风能等）或传统能源（如天然气、燃料电池等）在用户端或用户附近进行能源的产生和供应。
相较于传统的集中式发电，分布式发电具有灵活性、可靠性和可持续性等优势。
1.2 分布式发电的技术分布式发电涉及多种技术，包括太阳能光伏发电、风能发电、生物质能发电、燃料电池发电等。
太阳能光伏发电是最常见的分布式发电技术之一，利用光伏电池板将太阳能转化为电能。
风能发电则利用风力驱动风力发电机产生电能。
生物质能发电通过利用有机废料和生物质资源进行发电。
燃料电池发电则利用燃料与氧气反应产生电能。
这些技术的发展为分布式发电的实施提供了坚实的技术基础。
二、微电网的概念与运行模式2.1 微电网的定义微电网是一种由分布式发电系统组成的局部电力网络，它可以与传统的集中式电网相互连接，也可以独立于传统电网运行。
微电网具有自主调度、自主管理的能力，能够实现自身的能源供应与需求平衡，同时还具备可调度性、高可靠性和高效率等优势。
2.2 微电网的运行模式微电网的运行模式可分为两种：独立运行模式和互联运行模式。
独立运行模式下，微电网与传统电网相互隔离，通过能源存储设备（如储能电池、超级电容器等）实现电能的储存与调度。
互联运行模式下，微电网与传统电网相连，可以根据电网的需求进行电能的供应或接受电网的支持。
电力系统中的分布式发电与微电网技术
电力系统中的分布式发电与微电网技术随着全球对可再生能源的需求不断增加，电力系统正经历着一场革命性的变革。
分布式发电与微电网技术成为了电力系统转型的关键。
本文将探讨分布式发电与微电网技术在电力系统中的应用，并分析其对电力系统可靠性、经济性和可持续性的影响。
一、分布式发电技术的概念与分类分布式发电是指将发电设备分布在电力系统中的各个节点，与传统的集中式发电相对应。
根据发电设备的类型和规模，分布式发电技术可以分为小型分布式发电和中型分布式发电。
小型分布式发电包括太阳能光伏发电、风能发电、生物质能发电等，而中型分布式发电则包括燃气轮机发电、微型水电站等。
二、微电网技术的概念与特点微电网是由多种分布式发电设备、储能装置和负荷组成的小型电力系统。
与传统的电力系统相比，微电网具有自主运行、互联互通和可控性强的特点。
微电网技术的核心是能量管理系统（EMS），通过智能控制和优化算法，实现对微电网内部各种能源的协调运行。
三、分布式发电与微电网技术的应用1. 提高电力系统可靠性传统的集中式发电系统存在单点故障的风险，一旦发生故障，将导致大面积停电。
而分布式发电和微电网技术将发电设备分布在多个节点，降低了单点故障的风险，提高了电力系统的可靠性。
2. 促进电力系统的经济性分布式发电和微电网技术可以降低电力系统的输电损耗和传输成本。
由于分布式发电设备接近负荷，输电损耗减少，同时可以减少对远距离输电线路的依赖，降低传输成本。
3. 推动电力系统的可持续发展分布式发电主要利用可再生能源，如太阳能和风能，减少对传统化石燃料的依赖，降低碳排放。
同时，微电网技术可以实现对多种能源的灵活调度和优化利用，提高能源利用效率，推动电力系统向可持续发展方向发展。
四、分布式发电与微电网技术的挑战与展望1. 技术挑战分布式发电和微电网技术面临着电网接入、系统稳定性和运行控制等方面的技术挑战。
如何实现分布式发电设备与传统电力系统的无缝衔接，确保系统的稳定运行，是当前亟待解决的问题。
分布式电源与微电网
微电网结构示意图
智能微电网模拟系统图
微网的控制结构：（分为三层）
微电网能量管理系统各模块间关系
某风电场监测
振动信号
定子、转子电压、电流动态同步信号 振动信号
配网设备、线路、变电站局放、 温度、外观等
覆冰、腐蚀、外 观、场景 图像
发展及应用情况
国外发展情况： 美国：
美国是最早提出了微电网概念的国家，在世界微电网的研究和实践中居 于领先地位，拥有全球最多的微电网示范工程。美国微电网示范工程地域分 布广泛、投资主体多元、结构组成多样、应用场景丰富，主要用于集成可再 生分布式能源、提高供电可靠性及作为一个可控单元为电网提供支持服务。
北京延庆智能微电网； 西安世园会智能电网展示项目
发展及应用情况
上海、北京、广州等大城市，10多年前就尝试分布式供电，已有成功 范例。
2005年，我国首个分布式电力技术集成工程中心落户广州，标志着我 国分布式供电技术进入实质性发展阶段。
冷热电三联供技术应用最广泛，发展前景较好，我国大部分地区的住 宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂等，都有供电、供暖及制冷需 求，而且很多地方配有自备发电设备，这些都为冷热电三联供提供了 市场。
冷热电三联供 CCHP（Combined Cooling, Heating and Power）
分布式系统的储能
由于自然资源的特性，可再生能源用于发电时其功率输出具有明显的 间歇性和波动性，其变化甚是可能是随机的，容易对电网产生冲击， 严重时会引发电网事故。 为充分利用可再生能源并保障其供电可靠性，就要对这种难以准确预 测的能量变化进行及时的控制和抑制。 储能装置，就是用来解决这一问题。
分布式发电与微电网技术
分布式发电与微电网技术姓名：学号：1. 对分布式发电技术和微电网的概括分布式发电技术指某些与用户侧安装相靠近的中小型发电装置，该技术可直接接入配电网络，与公共电网共同供给电能，亦可以独立于公共电网，直接供给电能。
现阶段分布式发电技术比较常用的有：生物质能发电系统、风力发电系统、太阳能光伏电池发电系统、燃料电池发电系统、以微燃机、内燃机及燃气轮机等为核心的发电系统。
此外，储能技术也在分布式发电中得到应用，且超导储能、高密度电容储能、飞轮储能技术的发展速度也相当的快。
分布式发电的优越性主要包括：节能性、环保性、可靠性、灵活性、能源多样化、效率高等，且电力市场化也推动了分布式发电技术的广泛应用。
分布式发电技术主要被应用于：住宅小区、企事业单位（学校、疗养院、医院等）等。
微电网（Micro-Grid）也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。
微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。
开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。
2. 光伏系统最大功率跟踪控制的仿真研究2.1 光伏电池建模与仿真分析光伏电池是利用光生伏特效应（Photovoltaic Effect，简称光伏效应）将光能转变为电能的器件，光伏效应就是当光伏电池受到外界光照时，其内部的电荷发生运动而产生电流和电动势的一种效应。
通过光伏电池组件将外界太阳辐射的能量转换成电能的系统称为光伏发电系统。
目前，光伏发电工程上广泛采用的光电转换器件主要是硅光伏电池，已开始大规模产业化生产。
2.1.1 光伏电池特性硅太阳能电池的特性可用一个等效电路来描述：图 1 太阳能电池等效电路根据图1中电压与电流的参考方向，得出普遍使用的太阳能电池通用模型：()exp 1s s p ph p rs p s sh V IR V IR q I n I n I n kTA n R ⎧⎫+⎡⎤+⎪⎪=---⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭ （１） 由于实际当中，太阳能并联电阻sh R 的实际值很大，s R 的实际值很小，故有：V exp 1p ph p rs s q I n I n I kTA n ⎧⎫⎡⎤⎪⎪=--⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭（2） ()1100ph sc r S I I k T T =+-⎡⎤⎣⎦ （3） 311exp G rs rr r r qE T I I T kTA T T ⎛⎫⎡⎤⎡⎤=- ⎪⎢⎥⎢⎥ ⎪⎣⎦⎣⎦⎝⎭ （4） 式中：,I V ———太阳能电池的输出电流、电压（单位：A ，V ）； ,s p n n ———为光伏阵列串列和并联的电池个数；ph I ———为太阳能电池光生电流，单位为(A)；sc I ———为短路电流，单位为(A)；q ———为电子电量（1.6×19-10C ）； k ———为 波 尔 兹 曼 常 数 （1.38×23-10J/K ）； A ———k 为无纲量任意曲线的拟合常数，取值在1~5之间；T ———为太阳能电池绝对温度（单位：K ）； r T ———为太阳能电池参考温度（单位：K ）；rs I ———为太阳能电池阵列反向饱和电流（单位：A ）；rr I ———为二极管反向饱和电流（单位：A ）；G E ———为硅的禁带宽度；1k ———为短路电流温度系数；S ———为光照强度（单位：2W/m ）2.1.2 光伏电池的工程用数学模型的建立由于现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高，方法不够简化，容易出错的缺点，基于硅太阳能电池的理论数学模型，本文提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型。
电力系统中的分布式能源与微电网技术
电力系统中的分布式能源与微电网技术电力系统一直是现代社会发展的基石，但传统的中央化电力系统也面临着一系列的挑战，如供电可靠性、能源效率、环境污染等问题。
为了克服这些问题，分布式能源和微电网技术应运而生。
分布式能源指的是利用可再生能源和能源储备设备在电力系统的边缘进行能源生产和消费。
而微电网则是将分布式能源与传统电力系统相结合，形成一个相对独立的小型电力系统，具备一定的自主调节和自主供电能力。
1. 分布式能源的定义与种类分布式能源是指按照地理方位分散部署的小型能源发电装置。
常见的分布式能源设施包括太阳能光伏发电、风力发电、生物质发电等。
这些能源装置通常安装在用户终端或就近安装，实现电力的本地化生产和消费。
2. 分布式能源的优势分布式能源具有以下几点优势：（1）提高供电可靠性：由于分布式能源的本地化生产和消费特点，可以减少长距离输电所带来的电力损耗和供电不稳定性。
（2）促进能源可持续发展：分布式能源主要利用可再生能源，如太阳能和风能等，不仅减少对传统能源的依赖，还能降低环境污染。
（3）促进能源效率：分布式能源可以在供电的同时进行能源储备，避免能源过剩或浪费。
（4）降低运营成本：与传统电力系统相比，分布式能源的运作和维护成本相对较低。
3. 微电网技术的概念与构成微电网是指由多个分布式能源系统组成的小型独立电力系统。
它可以与传统电力系统相互连接，同时也可以独立运行，具备一定的自主供电能力。
微电网的构成主要包括能源生产单元、能源储备单元、能源转换单元和能源消费单元等。
4. 微电网技术的优势微电网技术具有以下几点优势：（1）能量互联互通：微网内各个节点之间可以相互互通能源，实现能源的共享和利用效率的最大化。
（2）适应多样化需求：微电网可以根据不同地区和用户的需求进行定制化设计，满足其多样化的能源需求。
（3）提高能源供应可靠性：微电网可以根据需求自主调节供电方式，远离传统电力系统的供电不稳定性。
（4）有效降低能源消耗和环境污染：微电网主要利用可再生能源，减少对传统能源的依赖，同时减少二氧化碳等环境污染物的排放。
微电网的关键技术与实现讲义
微电网的关键技术与实现讲义微电网是指由分散的、分布式能源资源和多种类型负载组成的本地化电力系统。
它具有可再生能源、可靠性、高效性和可持续性等特点，被广泛应用于农村、城市和工业等领域。
本文将重点介绍微电网的关键技术和实现方法。
一、微电网的关键技术1. 分布式发电技术分布式发电是微电网的核心技术之一，它通过将多个独立的发电机组连接在一起，实现电力的分散生产和供应。
常见的分布式发电技术包括太阳能发电、风能发电、燃料电池等。
2. 储能技术储能技术是微电网的关键技术之一，它可以将电能转换为其他形式的能量，以备不时之需。
常见的储能技术包括电池储能、超级电容器储能和压缩空气储能等。
3. 智能能源管理系统智能能源管理系统是微电网的关键技术之一，它可以监控、控制和优化微电网的能源流动和使用。
通过智能能源管理系统，可以实现能源的高效利用，最大程度地减少能源消耗。
4. 电力电子技术电力电子技术是微电网的关键技术之一，它可以实现电能的高效转换和控制。
常见的电力电子技术包括逆变器技术、功率电子器件技术和电力电子拓扑结构技术等。
5. 安全监测与保护技术安全监测与保护技术是微电网的关键技术之一，它可以确保微电网的安全运行和可靠性。
常见的安全监测与保护技术包括故障监测与诊断技术、故障定位技术和故障隔离技术等。
二、微电网的实现方法1. 基于传统电力系统改造一种实现微电网的方法是基于传统电力系统的改造。
这种方法可以通过在现有电力系统中添加分布式发电机组和储能设备来实现微电网的功能。
通过合理的规划和设计，可以将传统电力系统转换为微电网，实现能源的分散生产和供应。
2. 基于新建微电网系统另一种实现微电网的方法是新建微电网系统。
这种方法可以根据实际需求，选取合适的发电技术和储能技术，建设独立的微电网系统。
新建微电网系统具有更好的灵活性和可控性，可以根据需求进行规模扩展和功能升级。
3. 基于虚拟电厂模式虚拟电厂模式是一种实现微电网的创新方法，它通过在分布式发电机组之间进行能量交换和优化调度，实现微电网的功能。
分布式发电与微电网技术在电网中的应用
分布式发电与微电网技术在电网中的应用摘要：本文针对弱电网条件下，电力负荷的不平衡造成ＰＣＣ点电压不平衡，传统的控制策略难以实现并网过程平滑切换的问题，提出一种不平衡弱电网条件下的微电网并网控制策略。
首先分析三相电网电压不平衡机理及常规采样电路存在的缺陷，设计采样电路获取三相电网电压并进行正负序分离；然后将正负序分量注入并网控制系统，构建正负序双闭环控制系统，从而实现电网电压的精准同步跟踪；同时通过虚拟并网的预同步方法，实现并网过程的无缝切换。
关键词：分布式；微电网；发电；应用1分布式发电的特点分布式电源主要是与低压配电系统或者中压配电系统接入，有着非常显著的随机变动以及分散等特性，通过接入大量的分布式电源，能够促使配电系统的安全稳定运行受到较大的影响。
分布式电源绝大部分都能够借助并网设备来实现与电网的有效连接。
分布式发电因本身的电能质量相对较高、污染相对较小、安装地点较为灵活以及能源利用率相对较高等优势，通过与主网相互作为备用供电，能够更好地促使供电稳定性、可靠性的提升。
但分布式发电同样具有诸多的缺陷：其安装运行成本相对较高，并且很难实现对主网的有效控制，极易给主网带来冲击。
2微电网特点微电网技术已在电力系统中得到了全面推广应用，并且表现出以下几大特点：①因微电网主要是通过分布式发电系统组合而成，为此，分布式发电继承了所有独立分布式发电系统的优点，用户能够结合实际情况来做出相应的控制，具有较高的安全性和可靠性。
微电网的运用能够充分弥补大电网在安全稳定上表现出的不足。
当意外情况发生时，能够继续保持供电，同时微电网还可有效降低对环境的污染，促使能源利用率的提升，更好地满足电力可持续发展的各项要求。
②在主网出现扰动或者故障等情况下，微电网能够从与主网并网运行的模式调整为独立运行模式，继续维持正常供电，从而有效提升供电的可靠性，更好地实现无缝切换和即插即用的要求，有着显著的独立运行效果。
③微电网是一个独立在整体配网系统之外的模块，但不会给主网的运行带来较大的变动或者调整。
微电网的组成及架构
1 微电网的组成微电网由分布式发电（DG）、负荷、储能装置及控制装置四部分构成，微电网对外是一个整体，通过一个公共连接点（Point of Common Coupling，PCC）与电网连接。
1）分布式发电（DG）：DG可以是以新能源为主的多种能源形式，如光伏发电、风力发电、燃料电池；也可以是以热电联产（Combined Heat and Power，CHP）或冷热电联产（Combined Cooling、Heat and Power,CCHP）形式存在，就地向用户提供热能，提高DG利用效率和灵活性。
2）负荷：负荷包括各种一般负荷和重要负荷。
3）储能装置：储能装置可采用各种储能方式，包括物理储能、化学储能、电磁储能等，用于新能源发电的能量存储、负荷的削峰填谷，微电网的“黑启动”。
4）控制装置：由控制装置构成控制系统，实现分布式发电控制、储能控制、并离网切换控制、微电网实时监控、微电网能量管理等。
2 微电网总体架构微电网电压等级的选取与微电网规模、微电网电源的种类、容量及接入方式、并网点注入电流及运行电压范围等密切相关。
考虑微电网的应用目的，目前微电网的电压等级主要有10kV（20kV）和380V 两种。
由于微电网与配电网存在并网运行模式，其变压器接线形式应与地区配电网相匹配（10/0.4kV通常为D11，yn）。
下面以380V微电网为例对微电网的基本结构进行阐述。
微电网的基本结构如下图所示。
微电网系统由分布式发电系统（DG）、储能装置、滤波补偿装置、智能控制系统和负荷构成。
其中可以包含多个DG和储能装置，这些DG和储能装置联合向负荷供电，整个微电网相对大电网来说是一个整体，通过主隔离设备和大电网相连接。
微电网中DG除可以提供电负荷外，还可以通过热电联产（CHP）或冷热电联产（CCHP）的形式就地向负荷用户供热或制冷，提高能源多级利用的效率。
就电负荷而言，其按性质亦可分为三类：重要负荷、可调节负荷和一般负荷。
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– 发电、输电（变电、配电）、用电 – 电厂（水电站、火电站、核电站、风电场……) – 钢铁企业…….. – 电网
• 输电网（供电网） 220KV,110KV,35KV,750KV •力系统
Generation
Transmission
Distribution
单机无穷大系统
-6-
单机无穷大系统传递函数框图
-7-
电力系统稳定性与控制
• 送端关注功角稳定性（发电机） • 受端关注电压稳定性 （负荷） • 振荡稳定性及控制
– 低频振荡(0.2~2Hz) – 次同步振荡(略低于50Hz) – 抑制措施
• PSS • HVDC • FACTS
-8-
FACTS控制器
（3）环保
（4）电力市场：适应电力市场发展需要，多家办电，打破 电力部门垄断
- 28 -
分布式发电优点（续）
（5）经济：能源综合利用，提高能源利用效率（60%90%）。电、冷、热三联产，为能源的综合利用提供了可 能，具有较高的能源利用率。 （6）由于分散式发电装置工作流程简单，参与运行的系统少， 因而启动和停机快速，与电网配合使用时具有良好的调峰 性能，且便于实现全自动控制。（“即用即插式”，“友 好发电方式”） （7）扶贫：解决边远地区供电困难 • 相对于化石能源而言，可再生能源密度较低、分散性强， 不太方便作为集中供电的能源，已开发的可用电量有限。
Load
Hydroelectric plant
Fossil-fuelled plant
Nuclear plant
-4-
电力系统稳定性与控制
• 稳定性 • 电力系统稳定性
– 功角稳定性
• 小干扰稳定性（电源、负荷） • 暂态稳定性（三相短路）
– 电压稳定性（无功平衡） – 频率稳定性（有功平衡）
-5-
- 17 -
具有分布式发电的示范配电系统
- 18 -
微电网的定义
微电网是以分布式发电技术为基础，以靠近分 散型资源或用户的小型电站为主，结合终端用户电能 质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分 散式的供能网络。微电网是智能电网的重要组成部分， 能实现内部电源和负荷的一体化运行，并通过和主电 网的协调控制，可平滑接入主网或独立自治运行，充 分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求。
Figure 3: Solar PV, Existing World Capacity, 1990-2005 (MW) 图3：世界太阳能光伏电池容量，1990-2005（MW）
5000
Total 总量 Grid-connected only 仅并网量
4000
3000
2000
1000
0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Source: REN21 Renewables Global Status Report 2006 Update,
2005年可再生能源容量（GW）
- 30 -
世界风电发展快速
- 31 -
6000
1995-2005年太阳能光伏电池容量（MW）
Source: REN21 Renewables Global Status Report 2006 Update,
• 国外：
– DR (Distributed Resource)-分布式电源，非直接接入 大输电系统的电源，包括发电机和储能 – DG (Distributed Generation)-分布式发电，是分布式电 源DR的一个子集 – DG（Dispersed Generation) —分散式发电
- 15 -
分布式发电的特点
• 分布式发电 (DG) 或分布式能源 (DER) 是一种分散、 非集中式的发电方式，具有以下特点 – 接近终端用户 – 容量很小（几十 kW 至几十 M W） – 以孤立方式或与配电网并网方式，运行在380V 或 10kV – 采用洁净或可再生能源(天然气、沼气、太阳能、 生物质能、风能—小风电、或水能—小水电)
分散式，小容 量发电机，低 电压，小系统 ，交、直流输 电
大机组、大电 厂、大系统、 高电压，资金 密集，技术密 集，高度信息 化；复杂系统 特性突出，石 化能是主要一 次能源
电力工业发展的轨迹
• 能源利用多样化，新发电方式层出不穷，朝着可持续能源 利用方向发展； • 小机组、小电厂、小系统→集中发电大机组（高参数）、 大电厂、高电压、大系统（互联）→分散的小发电系统、 微型电网（联网或不联网）快速发展，成为现代电力系统 的有力补充； • 简单技术→先进技术→高技术 • 电力生产者和消费者的分离与结合； • 电网由单一的供电网，单向输电→ 混合能源网，双向输电
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2005年太阳能热水器/供热容量（总容量=88GWth）
Brazil 巴西 1.8% Israel 以色列 3.8% Japan 日本 6.0% Turkey 土耳其 6.5% USA 美国 1.8% Australia 澳大利亚 1.4% India 印度 1.3% South Africa 南非 0.5% Other 其他 1.3%
片区微网
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微电网基本结构
工商业微网的用户一般定义为关键负荷 或者敏感负荷，即需要较高等级的供电 可靠性和电能质量。该类微电网能够提 供对多个工商业区域的负荷需求，如大 学校园、购物中心或工业设备。该类微 电网同样可以供给小型的居民负荷，如 一组城市用房或者独立公寓，也可以成 为居民区微电网。该类微电网能够提供 便利且可靠的能量供给，并且能够提供 用户定制的多种分布式电源供电。该类 微电网的主要作用是提供较高的电能质 量；提供不同水平的电能可靠性水平； 整合CHP和需求侧管理。运行方式有GD、 GI和IG，当大电网故障或者电能质量不 满足要求、电价较高或者系统维修时从 GI模式切换到IG模式。
新能源发电VS.分布式发电
• 新能源发电→分布式发电：概念和内容上有发展
– DG大多利用新的能源和新型发电技术； – 利于环保； – 电源容量小，电压等级低； – 接近负荷中心，接入配电网； – 电力生产者和消费者合一，功率双向流动；
– 运行方式灵活，可连接于配电网，也可不联网；
– 比集中发电更可靠；在一批小型发电机组成的系统中 发生大的停电（高负荷、风暴、地震、恐怖袭击、战 争）几率较小；
- 20 -
微电网基本结构
微电网按照结构可以分为三种类型：片区微网、工商业微网、偏远地区微网
片区微电网有两种，一种是城市网络， 另一种则是农村的馈线。前者主要用 于城市的繁华地区，后者则用于农村 电网的计划解列。片区电网的发展动 力是停运管理和整合可再生能源发电 的需求。片区微电网的主要作用在于 降低温室气体的排放；提供对用户多 种能源方式的供给；阻塞管理；延缓 电力网络的升级等。另外，片区微电 网能提供当地无功电压支撑和较高的 电能质量等辅助服务。
分布式发电、储能 与微电网控制
孙衢 自动化学院
主要内容
• • • • 认识电力系统 分布式发电 微电网及其控制 储能技术
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认识电力系统
• 认识“电”
– 电是一种特殊的商品（质量、数量） – 电能不能大规模存储 – 每一瞬间电能的生产和消耗保持平衡 – 负荷曲线（削峰填谷）
-2-
认识电力系统
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Figure 4: Renewable Power Capacities in 2005 (GW) for Developing Countries, EU, and Top Six Individual Countries (excluding large hydropower) 图4：2005年可再生能源容量(GW), 发展中国家，欧盟和前6名国家 (不含大水电)
分布式发电和传统的电网结合起来达到更高的可靠性是可能的； （2）新材料和新型的发电技术为分布式发电提供了技术上的支持； （3）解决能源危机的一个途径；
（4）环保要求；
（5）电力市场要求进行分布式发电，打破垄断
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DG的优点
（1）投资和风险：分布式发电本身投资和风险都要很小； （2）安全及可靠性：与电网配合，可以大大提高供电的可 靠性，在电网崩溃或者发生意外灾害（战争、台风、地震、 恐怖活动等）的情况下，继续维持重要用户的供电。 分布式发电可以满足特殊场合的需求，如在大型集会 或庆典场合，安排处于热备用状态的移动分散式发电车， 则可以大大提高供电可靠性。
- 26 -
DG兴起的现实原因
（1）电力用户对供电可靠性的更高的要求
– 传统的电网不能提供超过”3个九或4个九”的供电可靠性，这种限制主要是电力 系统不确定、不可控制的事件如天气和设计电网的成本。 – 家庭用户希望达到99.9999%(―6个九”)的可靠性，也就是平均一年停电30秒 – 某些灵敏的电子设备，需要至少99.9999999% %(―9个九”)的供电可靠性
- 11 -
- 12 -
微电网典型结构
- 13 -
1 术语和基本概念
(1)分布式发电 (2)新能源发电 (3)微电网
- 14 -
分布式发电的定义
• 国内：
– 分布式发电（Distributed Generation）是指功率不大 （一般几十kW到几十MW）、建设在负荷中心附近的、 模块式采用先进信息控制技术的、清洁环保、经济、 高效、可靠的自主智能发电形式。
偏远地区微网
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2 分布式发电和微电网的 兴起和发展
（1）DG兴起的原因 （2）DG的发展现状 （3）微电网研究和应用现状
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电力工业发展的历史
产生与兴 起阶段
现代化 工业阶 段