世界微电网工程介绍_经典资料
微电网简介.v0.1
微电网简介众所周知，普通电网一般是由大型发电厂互联成大电网，远距离高压输电，通过多级配电系统到用户。
其优点就是使能源资源丰富的地区发电送往资源少又缺电的发达地区，可充分利用动力资源，发挥各类电厂机组的特点，实现水，火电配合，提高经济性；由于系统容量足够大，机组或电气设备的投切对电压频率等的影响不大，可在允许变化范围内，提高了电能质量，一般用户负载或机组的投切对供电无影响，提高供发电可靠性；合理调度可使用机组，提高设备利用率等等。
但是其不足也是非常的明显的，随着电网规模的不断扩大，远距离输电线路的输送容量不断增大，负载电网对外来电力的依赖程度也不断提高，并且使得电网运行的稳定性和安全性下降。
超大规模电力系统成本高，运行难度大，难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。
近年来世界范围内接连发生几次大面积停电事故，还有我国2008年1月的冰灾和5月的汶川大地震使得大电网的脆弱性充分暴露了出来，冰灾停运的电力线路共36 740条，停运的变电站共2 016座，南方几省的电网几乎崩溃。
另外在汶川震灾期间，四川电网发生了大面积的停电事故，这使得本已发生的灾难无疑更加雪上加霜——无电的状态给救援工作带来了巨大的困难。
由于传统大电网有许多不足，近些年来提出的微电网，正是对这些不足进行补充。
微电网是一种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量，它采用了大量的现代电力技术，将微型燃气轮机、风电、光伏发电，燃料电池，储能设备等并在一起，直接接在用户侧。
对于大电网来说，微电网可被视为电网中的一个可控单元，它可以在数秒钟内动作以满足外部输配电网络的需求；对用户来说，微电网可以满足他们特定的需求，如增加本地可靠性、降低馈线损耗、保持本地电压稳定、通过利用余热提高能量利用的效率及提供不间断电源等。
微电网和大电网通过公共连接点进行能量交换，双方互为备用，从而提高了供电的可靠性。
微电网系统是能源利用技术上的“二次革命”，与传统的集中式能源系统相比，分布式能源微电网接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或高压输电，可以大大减少线损，节省输配电建设投资和运用费用；由于兼具发电、供热、制冷等多种服务功能，分布式能源可以有效的实现能源的梯级利用，达到更高的能源综合利用效率；多能互补的可再生能源（如太阳能电池、风力发电机、生物质能等）减轻环保压力（排放总量减少、减少征地及线路走廊、减少高压电磁污染）；多个电源，多种燃料，可为用户同时提供多种能源（电、热冷），解决能源危机和能源安全问题；还可以解决部分调峰问题（与燃气互补）、备用问题，将灵活地适应季节性和地域性的电力需求变化，这样使得电力系统的经济性和安全性可以达到最佳的结合，同时可提提高供电可靠性、供电质量和电网的安全性。
国内外微电网典型示范工程
国内外微电网典型示范工程1. 美国美国自上世纪90年代以来发生了几次较大的停电事故，使其电力行业十分关注电能质量和供电可靠性。
因此美国对微电网的研究重点主要集中在满足多种电能质量的要求、提高供电的可靠性、降低成本和实现智能化等方面。
美国的分布式发电与微电网技术研究主要由电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)、制造商(以GE为代表)、高等院校等进行。
CERTS最早提出了颇具权威性的微电网概念：微电网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。
微电网相对于主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。
在美国政府机构、电力公司、大型企业的资助下，以CERTS为首的美国各科研机构建立了一系列的微电网实验平台和试点工程。
1) 威斯康辛麦迪逊分校微电网示范工程L5: 7.6kW配电网480V208VL4: 7.6kW45kVA75kVADCACL3: 7.6kWL2: 7.6kWL1: 7.6kW直流稳压电源480/208静态开关DC45kVAAC直流稳压电源图XXX 威斯康辛麦迪逊分校微电网示范工程结构如图XXX所示,威斯康星大学麦迪逊分校微电网示范工程搭建的微电网中有两台位置对等的直流稳压电源,稳压电源经逆变器输出,输出经电抗器和变压器连接到微电网公共母线上。
公共母线上连接大小相等的5个纯阻性负荷，并通过静态开关与480V配电网连接。
本示范工程主要用来研究本地下垂控制策略，微电网暂态电压，微电网频率调整和微电网联网和孤岛模式之间的无缝切换。
2) CERTS微电网示范工程配电网13.8kV远程监控系统75kVA公共母线静态开关馈线B馈线A480V 60Hz馈线C95kW电阻负荷燃气轮机60kWDCACACDC95kW电阻负荷燃气轮机60kW蓄电池DCAC蓄电池ACDC燃气轮机60kWDCAC蓄电池ACDC95kW电阻负荷电动机20kW95kW电阻负荷 M 图XXX CERTS微电网示范工程结构图如图XXX所示, CERTS微电网示范工程中分布式电源为60kW微型燃气轮机,微型燃气轮机经整流后既经逆变器给负荷供电，也可以给直接给蓄电池充电。
微电网简介
3.各国微电网研究现状
美国近年来发生了几次较大的停电事故，使 美国电力工业十分关注电能质量和供电可靠 性，因此美国对微电网的研究着重于利用微电 网提高电能质量和供电可靠性。
3.各国微电网研究现状
美国微网示范工程： （1）威斯康星大学麦迪逊分校微电网
该微网始建于2001年，总容量200kw, 电 压等级为280V/ 480V.
4.微电网对于我国的意义
（3）牵引自主创新技术研究
通过发展分布式电源、微电网系统技术， 牵引自主创新技术研究，包括太阳能、风能、 地热能、生物质能利用技术，微燃气轮机、 燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、 蓄电池等先进储能技术，从而促进我国产业 结构调整，打造以自主创新技术为依托的民 族能源工业。
这项微电网计划分两个阶段施行，第一个阶段 已经完成，该阶段主要对一些基础的控制技术和 能量管理技术方面进行研究，并探索该计划的市 场前景。第二阶段计划在 2008 年中完成，主要是 将第一阶段的技术在具体的模型下进行仿真，并 建造示范工程进行具体的实现。
3.各国微电网研究现状
3.2欧洲 欧洲 DERs 的研究和发展主要考虑的是有利
2005 年12 月投入运行，它主要由以下几方面 构成：50 kW 光伏发电系统、50 kW 风力发电系 统、5×80 kW 沼气电池组、250 kW 高温熔化碳 酸盐燃料电池及 100 kW 电池组。该系统的控制 中心能够在 5 min 之内实现系统能量的平衡，也 可以根据需要设置更短的时限。
细数国外微电网示范工程项目发展!
细数国外微电网示范工程项目发展!微电网是由多种分布式电源、储能系统、能量转换装置、负荷以及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、保护和管理的独立自治系统。
凭借运行控制和能量管理等关键技术，微电网可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响，最大限度地利用分布式电源出力，提高供电可靠性和电能质量。
将分布式电源以微电网的形式接入配电网，被普遍认为是利用分布式电源有效的方式之一。
微电网作为配电网和分布式电源的纽带，使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入的(甚至是间歇性的)分布式电源。
国际电工委员会(IEC)在《2010—2030 应对能源挑战白皮书》中明确将微电网技术列为未来能源链的关键技术之一。
示范工程是微电网相关技术及研究成果的集中验证和展示，对微电网的研究和应用均具有重要意义。
目前全球规划、在建及投入运行的微电网示范工程超过400个，分布在北美、欧洲、东亚、拉美、非洲等地区。
本文特对主要国家和地区的微电网示范工程进行介绍。
美国美国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，数量超过200 个，占全球微电网数量的50% 左右。
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。
美国能源部对推进美国微电网的研究和发展起到了重要作用，其资助的微电网示范工程亦具有重要的典型意义。
美国能源部于2009 年启动了可再生能源与分布式系统集成项目(renewable anddistributed systems integration，RDSI)，于5 年内投资5500 万美元在8 个州建设9 个微电网示范工程项目，旨在通过集成分布式能源降低电力系统的峰值负荷。
该项目通过对微电网内部的分布式能源进行集成管理，至少能够降低15% 的配电馈线或变电站峰值负荷，从而减少大约25%的配电设备容量和10% 的发电设备容量。
微电网简介
微电网能量管理系统简介一、微电网能量构成微电网是近年来出现的一种新型能源网络化供应与管理技术的简称，它能够利地将可再生能源和清洁能源系统的接入，实现需求侧管理以及现有能源的最大化利用。
微电网将发电子系统、储能系统及负荷相结合,通过相关控制装置间的配合,可以同时向用户提供电能和热能,并能够适时有效地支撑大电网,起到消峰填谷的作用。
所以微电网概念一经提出,就引起世界能源专家和电力工业界的广泛重视,世界很多国家都加强了相关基础科学研究的力度,对微电网的认识随着研究的进行在不断地具体化、深入化和系统化。
而微电网对于解决我国现有大电网运行中凸显的问题,以及能源危机等相关问题,无疑是提供了一个好的解决途径。
1.1风能能源风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。
空气流具有的动能称风能。
空气流速越高，动能越大。
人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。
到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。
风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。
风能优点：1.风能为洁净的能量来源。
2.风力发电是可再生能源，很环保。
3.风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。
4.风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。
1.风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。
2.进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。
3.在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。
1.2光伏能源光伏是太阳能光伏发电系统的简称。
是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
微电网基本知识
微电网基本知识第一章微电网1.1 微电网的前身分布式发电技术（DG）DG的定义：通过在配电网中建立单独的发电单元来对重要用户负荷进行供电，并通过PCC和外界进行能量交换。
DG的特点：（1）提高能量利用率；（2）减少各种碳化物的排放，利于环保；（3）提高电能质量和供电可靠性；（4）可以降低线损；（5）延续电网的不断膨胀。
DG存在的问题：（1）分布式电源单机计入成本高、控制困难等；（2）分布式电源相对大电网来说是一个不可控源，因此大系统往往采取限制、隔离的方式处置分布式电源，以期减小其对大电网的冲击；（3）I EEE P1547对分布式电源的入网标准做了规定：当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行。
这就大大限制了分布式电源效能的充分发挥。
1.2 微电网的产生针对DG存在的问题，为协调大电网与分布式电源的矛盾充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益。
在本世纪初，学者们提出了微电网的概念。
第二章微电网的定义2.1 微电网的定义微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，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。
微网在实际运行中需要解决的关键问题之一就是控制问题，而微网的硬件平台建设，作为微网控制策略的实现载体，可为微网控制策略研究提供验证平台。
规模较小的分散独立系统，采用大量现代电力技术，将各种微电源，储能设备，直接接在用户侧。
对大电网：微电网被视为电网中的一个可控单元；对用户：满足特定需求，增加本地供电可靠性，降低馈线损耗。
微电网的组成：微电源、储能装置、控制设备、负荷、保护设备。
微电网的结构图：微电源：主要是分布式电源，其主要包括可再生能源发电设备，如太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气机和内燃机等。
储能装置：由于微电源的分散性和规模不大特点，也受自然条件制约，另外，微电网系统运行在孤岛模式下需要有储能装置来保证能量平衡。
微电网技术
储能系统：电池储能系统等
控制系统：微电网控制系统等
保护系统：过载保护、短路保护等安全保护装置
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分布式能源：微电网采用分布式能源，包括太阳能、风能、储能等。
独立运行：微电网可以独立运行，不依赖于大电网。
高可靠性：微电网具有高可靠性，可以在大电网故障时保持运行。
节能环保：微电网能够实现能源的节约和环境的保护。
智能电网技术：实现电力系统的自动化和智能化
分布式能源技术：提高电力系统的可靠性和稳定性
电力电子技术：实现电力系统的灵活控制和调节
发展趋势：分布式能源的快速发展，促进微电网技术的广泛应用。
技术方向：智能化、自动化、高效化、安全化。
应用领域：城市、农村、工业园区、商业区等。
未来展望：随着新能源、智能电网等领域的快速发展，微电网技术将迎来更加广阔的发展前景。
微电网的应用场景和优势
城市居民区：为居民提供可靠的电力供应，降低停电风险
工业园区：满足园区内企业多样化的用电需求，提高电力质量
偏远地区：解决偏远地区电力供应不足的问题，提高生活水平
商业中心：为商业中心提供稳定的电力支持，保障电力设备的正常运行
医院、学校等重要设施：确保重要设施的电力供应，维护社会稳定
适应可再生能源发展：微电网能够适应可再生能源的发展需求，促进清洁能源的利用。
能源效率：提高能源利用效率，降低能源消耗
降低成本：通过优化能源使用，降低能源成本
增强韧性：提高能源系统的可靠性和稳定性
减少排放：减少温室气体排放，降低环境污染
微电网的关键技术和发展趋势 Nhomakorabea能源储存技术：提高电力系统的能源利用效率
移动式微电网：为野外作业、突发事件等提供可移动的电力供应，适应不同环境的需求
微电网系统介绍
策提供试验范例
□ 为后续多能互补应用推广提供技术参考、数据积累和科学依据
□ 利用地域条件建设光伏发电（或建设风电），提高系统性价比；
二 微电网建设意义与目标
2.2 微电网建设目标
01 建设原则
系统故障时候能孤网运行，系统恢复后自动并网 保证整个系统不受外界环境影响（阴雨、台风等）连续供电，且电能质量稳定可靠 微电网系统可实现内部的实时监测和通信管理，简单安全，可操作性和维护性高 微电网系统以可再生能源为主，尽可能减少化石能源的消耗，提高清洁能源的利用率 微电网系统具有可扩展性，便于系统后期的发展和规划
欧盟FP5 1998-2002 Dispower项目 MicroGridsX项目 Etc.
欧盟FP6 2002-2006 More MicroGridsX项目 Etc.
欧盟FP7 2007-2013 EcoGrid项目 Etc.
丹麦 bornholm岛项目 20011-2014
希腊 Kythnos岛项目 2003-2008
3.3 光伏逆变器
01 集中式逆变器
将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行 升压、并网
产品优点
功率大，稳定性好，便于维护 谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全 有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调 节性好
三 微电网建设内容
3.3 光伏电池组件
01 标准测试条件：AM1.5 光强，1000W/m2,t = 25℃
制与稳定性要求，研究微电网功率控制系统 系统配比与架构的合理优化性研究（发电机、光伏、储能与负荷
特性关系） 在孤网和并网两种运行工况下对微电网内部故障做出响应 经济性、安全性、可靠性高度统筹管控 并网时快速感知大电网故障
微电网相关资料
一、微电网的定义微电网是由分布式发电、负荷、储能、蓄冷(热)及控制装置构成的单一可控的独立发电系统，是分布式能源的有效组织方式。
微电网可以实现自我控制、保护和管理的自治，它具备完整的发、输、配电功能，可依靠自身的控制及管理功能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
二、微电网的作用(1)微电网将储能技术和分布式发电结合，解决分布式发电出力波动问题，大大提高分布式电源的有效运行时间和效率；(2)微电网可利用自身的储能进行削峰填谷，在大电网用电紧张时，可避免配电网的拉闸限电，减少大电网的备用容量；(3)在电网故障、灾害等特殊情况下，微电网离网运行可保证供电可靠性，加速大电网的故障恢复；(4)分布式发电与电网接口采用电力电子装置，可灵活地控制发电的有功、无功输出及电压输出，有助于能源的优化利用和电网节能降损。
三、可再生能源发电与微电网在用户侧，可再生能源发电(包括光伏发电、风力发电以及生物质发电等)多采用接入配电网的分布式发电形式，且具有间歇性、随机性的特点，这给电网的规划设计、保护控制与运行管理等带来一系列新问题。
研究和实践已表明，将分布式发电系统以微网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式：一方面，微网的灵活运行模式可有效地将不同类型的分布式电源组合起来，采用冷/热/电联供等技术和理念，提高各类能源的综合利用效率，并降低大量小容量分布式电源接入对电网的影响；另一方面，微网作为大规模互联电网的有效补充，可提高电网的抗灾能力，提高负荷侧的供电可靠性，改善电能质量。
四、微电网中的储能技术微电网对储能装置的性能特点具有较为独特的要求，概括起来包括：(1)能量密度大，能够以较小的体积重量提供较大的能量；(2)功率密度大，能够提供系统功率突变时所需的补偿功率，具有较快的响应速度；(3)储能效率高；(4)高低温性能好，能够适应一些特殊环境；(5)环境友好等。
微电网的基本概念及国内外发展
微电网的基本概念及国内外发展1微电网的提出随着电力需求的不断增长，大电网在过去数十年里体现出来的优势使得其得以快速地发展，成为主要的电力供应渠道。
然而传统电力系统网络比较大，调度困难，造价高，而用户对电网的要求越来越高了。
目前几年里，世界上出现过几次比较重大的电网事故，充分显现出了目前电网的可靠性不够高，抗风险能力还不够强。
各种灾害或者事故随时可能发生，可能对电网造成严重的影响，所以在这种情况下如果停电将可能对国民经济政治军事等带来不可低估的损失，更可能会影响到社会的稳定，国家的安全。
因此，人们开始对电力系统的发展模式另辟蹊径。
全球许多国家在近20年来，建设了很多分布式发电厂，投入大量科研经费对分布式发电系统进行了大量的研究。
传统电力系统的经济性不够高，可靠性有待改进，而分布式发电正好提高了大电网的这些特性，分布式发电成为电力系统的重要发展趋势。
分布式发电有很多优势，适应了能源分布和分散的电力需求，比如污染少、可靠性高，能源利用效率高等，这些特点，使得整个电力系统更新设备要用的巨额投资得到了减少而且缓解了投资，并且它大大改善了大电网的供电稳定性，因为分布式电源是分散开的，位置比较灵活。
分布式发电尽管有很多优点，但是有诸多问题，使其不能充分发挥出优势。
比如有很多问题限制了自身的发展，控制困难，单机接人成本高是两个突出问题。
还有如果电力系统发生故障时其必须马上退出运行，不在工作，直到故障恢复。
因为减小对大电网的冲击，大系统往往采取隔离的方式来处置分布式发电。
还有由于结构上的原因，分布式电源发电能力不够强。
以上种种原因，分布式发电不能得到充分利用，所以新能源的利用发展间受到了限制。
微电网（Microgrid）出现了，它将小功率发电单元（通常数十千瓦）与储能装置以及负荷等连接起来，形成一个可以控制的系统。
它降低了DG的缺陷，同时结合发挥其优势，向用户供热供电。
微电网技术得到了快速的发展，这是因为电力电子技术的发展，还有控制理论的不断完善。
1微电网背景知识
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国外微电网示范工程——欧洲
希腊吉斯诺斯岛微电网工程
◦ 希腊CRES公司建立 ◦ 为12户岛上居民供电 ◦ 400V配网 ◦ 电源：10kW光伏电池、53kWh蓄电池组、一个5KW柴
油机组；约2kW光伏电池安装在控制系统建筑的楼顶上， 通过SMA逆变器和32kWh的蓄电池组为检测、通信提 供电源 ◦ 通过3个并联SMA电池逆变器组形成一个可靠单向回路 给住宅区供电 ◦ 电池逆变器组能够工作在频率下垂模式 ◦ 目前只能孤网运行
18
19
国外微电网示范工程——欧洲
荷兰Bronsbergen假日公园微电网工程
◦ 荷兰Continuon公司建立 ◦ 用于度假村，超过200住户 ◦ 以光伏发电为主，335kW ◦ 住户使用4条约400m的380V馈线与中/低压变压器相
连，当白天负荷较低时，光伏发出的大部分功率注入中 压网络中；晚间从网络获取电能满足供电需要
1微电网背景知识
目录
2
定义：美国
美国电气可靠性技术解决方案联合会(CERTS, Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)： ◦ 微电网是一种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， 并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要 求。
5
定义：欧洲
英国：
◦ 微电网是面向小型负荷提供电能的小规模系统， 它与传统电力系统的区别在于其电力的主要提 供者是可控的微型电源，而这些微型电源除了 满足负荷需求和维护功率平衡外，也有可能成 为负载。
2020年微电网介绍范文微电网的介绍
微电网介绍范文微电网的介绍微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统(必要时含储能装置)。
微电网分为并网型微电网和独立型微电网，可实现自我控制和自治管理。
并网型微电网既可以与外部电网并网运行，也可以离网独立运行;独立型微电网不与外部电网连接，电力电量自我平衡。
我们现在的电力系统是一个大电网，所有的发电厂（火电、水电、核电、新能源等）都是并联在一起的，所有的负载都并接在大点网上。
电力的特点是发电、用电功率每时每刻都是平衡的。
大电网，每一个具体的发电机组或负载的功率占比都很小，某一个发电机组的故障或某一个大容量负载突然启动、卸载对系统都不会造成什么影响，稳定性高。
但是大电网输配电成本高，线路损耗高，电能从发电厂到用户终端需要经过升压，降压及上百公里的线路传输。
尤其是一些偏远的无电地区，如青海，等地区，因地域辽阔，人口稀少，建设大电网具有相当高的成本。
微电网具有小型化特点，对建设所要求不高，不占用输电走廊，施工周期短，能够迅速应付短期激增的电力需求。
微电网就是相对大电网而言的小电网，微电网电压等级一般在35kV及以下，用电负荷最大容量小于20MW。
微电网一般是在用电负荷周边就近建设发电厂，所以火电、核电等有污染的发电厂不适合，微电网可再生能源装机容量至少为负荷最大容量的50%。
并网型微电网全年与外部电网交换的电量要小于年用电量的50%。
微电网为什么要上储能：因为光伏、风电等新能源发电功率是间歇性的、不可预测的，用电负荷的功率曲线也有很大的随机性，微电网在独立运行时，发电功率和用电功率必须依靠电池来平衡。
电网相当于一个无穷大电源和无穷大的负载，微电网在并网运行时，可由电网来平衡发、用电的有功、无功功率，电压和频率完全由电网来维持稳定；微电网独立运行时，由电池充当电网的角色，所以电池容量越大系统越稳定。
这时必须由能量管理系统EMS来平衡有功、无功，稳定系统电压和频率。
微型电网简介及Chroma测试方案 PPT
Chorma电池包充放电 测试系统
Chorma电池模组充放电 测试系统
电池包测试
储能系统需对温度及单体电压监控, 处理大量数据量,电池测试系统须可进行
可抄写 BMS资料,包括各单体电压,温度,异常旗标等
以 BMS资料值做为充放电截止或保护条件
和实际量测值做对比,找出可能异常点
资料搜集器 可量温度及电压,
例如: 模组规格 12S/60Ah, 电压: 4.2V x 12 = 50.4V 稳态电流放电: 90A , 动态放电: 180A
1 2
120A x 2ch
240A x 1ch
3
4
可同时测试8个模组
可同时测试4个模组
电池模拟电源
为何需要电池模拟电源?
1. 电池种类不同, 充放电特性曲线不同, 液流电池, 钠硫蓄 电池,锂铁电池等, 要同时准备不易
微型电网简介
背景
智能微网发展: “十二五”实施核电、风电、太阳能光伏 、生物质发电、储能装置，实施新能源集成示范重大工程。
3
微网简介
微网与储能电池市场趋势与应用
1.智能电网就是指可以自动调控电力供需，提高用电效率，以达到节约用时收集用电
智慧 家庭
电池储能与电力转换, 将是绿能产业运用主流
Charger Inverter Battery
微网模拟实验室
微网示范运行
不同发电来源的配置, 搭配不同用电负载, 实际验证其可行性
微网交流母线示意图
交流母线
光伏 逆变器
风机 逆变器
PCS
隔离装置 脱网 孤岛运行
用户负载
电网
太阳能阵列
风力转换
电网
分布式 发电
Charger Charger Battery
国内外微电网典型示范工程
国内外微电网典型示范工程1.美国美国自上世纪90年代以来发生了几次较大的停电事故，使其电力行业十分关注电能质量和供电可靠性。
因此美国对微电网的研究重点主要集中在满足多种电能质量的要求、提高供电的可靠性、降低成本和实现智能化等方面。
美国的分布式发电与微电网技术研究主要由电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)、制造商(以GE为代表)、高等院校等进行。
CERTS最早提出了颇具权威性的微电网概念：微电网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。
微电网相对于主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。
在美国政府机构、电力公司、大型企业的资助下，以CERTS为首的美国各科研机构建立了一系列的微电网实验平台和试点工程。
1)威斯康辛麦迪逊分校微电网示范工程图XXX 威斯康辛麦迪逊分校微电网示范工程结构如图XXX所示,威斯康星大学麦迪逊分校微电网示范工程搭建的微电网中有两台位置对等的直流稳压电源,稳压电源经逆变器输出,输出经电抗器和变压器连接到微电网公共母线上。
公共母线上连接大小相等的5个纯阻性负荷，并通过静态开关与480V配电网连接。
本示范工程主要用来研究本地下垂控制策略，微电网暂态电压，微电网频率调整和微电网联网和孤岛模式之间的无缝切换。
2)CERTS微电网示范工程图XXX CERTS微电网示范工程结构图如图XXX所示, CERTS微电网示范工程中分布式电源为60kW微型燃气轮机,微型燃气轮机经整流后既经逆变器给负荷供电，也可以给直接给蓄电池充电。
馈线B和馈线C经公共母线连接形成微电网，微电网经静态开关接入配电网。
配电网直接给馈线C负荷供电，经静态开关与微电网连接。
正常情况下，静态开关闭合，微型燃气轮机不发电，配电网给微电网内负荷供电，并给蓄电池充电。
当配电网发生异常时，静态开关打开，形成微电网孤岛，微型燃气轮机给孤岛内负荷供电，同时，当微电网总负荷超过微型燃气轮机发电总和时，蓄电池经逆变器放电给负荷供电，维持孤岛稳定运行。
微电网系统介绍
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二、典型方案
（1）海南某驻地岛在完全没有大电网的情况下，建设一个含风、光、 柴、储一体的孤岛型微电网系统。
• 能源控制系统（暂态稳控、动态稳控、能源管
控制系统
理） • 监视控制系统
• 新型继电保护
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3、微电网的价值
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（1）提高可再生能源接入比例
并网 31%
15% 9%
通过微网控制系统，提高可再生能源接入微网的比例，更多消纳可再生能源。
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（2）高效用能
电网、分布式电源、储能、负荷各个单元间具备交互能力，各自可控，按 不同的运行目的，达到最优的运行结果
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（2）某经济技术开发区智能微电网项目，包括2.1MW屋顶光伏、 2.5MWh储能、小风电示范、电动汽车示范、智能用电、园区高速通 信、微网控制及能量管理系统等。
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2、微电网的构成
分布式电源 储能 负荷
• 可再生能源：光伏、风电、潮汐等 • 燃气发电机：燃气轮机、微燃机等 • 内燃机：柴油机 • 化学储能：铅酸、铅碳、锂电、钠硫矾液流 • 电磁储能：超级电容、超导磁储能 • 机械储能：飞轮、压缩空气、抽水蓄能 • 热储能：低温储能、高温储能
• 工业、商业、居民各类负荷
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（3）Байду номын сангаас济性好
➢错峰生产。配合阶梯电价和电力市场，把负荷尽量移到电价低的时段。 ➢主动配电。在电网有需要的时候，向电网提供电能返送。
003 欧洲微电网介绍
003 欧洲微电网介绍近年来，微电网以其清洁性，能量的多元性，稳定性受到欧盟的普遍重视。
作为世界上投资力度大，参与国家多，涉及范围广的政府科技计划之一的欧盟第五研究框架（1998-2002）和第六研究框架（2002-2006），资助了微电网关于分布式能源建模和分析，微电网并网及独立运行的控制策略和算法，多个微电网并列运行等研究。
欧盟所建立的实验平台及示范项目相对于其他对微电网研究较早的美国、日本来说，数量较多。
欧盟相继在雅典、德国、法国等国家建立的微电网实验室，针对微电网不同方面的技术进行研究和验证。
这些研究涉及到微电网的运行、控制、保护、通讯、多微电网协同、经济性评估等方面。
如雅典国立大学建立的NTUA微电网，其主要是为了研究微电网中的控制策略，微电网运行模式切换及对微电网经济性的评估，同时验证微电网的上层调度管理策略。
NTUA 微电网实验室，如图所示，是单项的微电网系统，实验结果具有一定的局限性。
图1 NTUA微电网系统的主开关柜德国卡塞尔大学的太阳能技术研究所Demotec微电网结构包括几个小型微电网系统，可以实现整个微电网的重构和优化，如图所示。
DeMotec微电网主要用来示范联网和孤岛模式无缝切换，不同负荷突和分布式电源输出波动对电网稳定性影响等。
图2 Demotec微电网设备布局西班牙巴斯克地区的毕尔巴鄂市的Labein微电网则侧重多微电网下的控制策略与通讯协议的研究，联网运行时的集中与分散控制策略及电力市场中的能量交易。
图3 Labein微电网意大利米兰市的CESI微电网侧重不同类型发电设备与储能装置，可组成不同的拓扑结构。
同时多种通讯方式的采用，实现微电网上层控制，并进行微电网结构控制，电能质量的分析等研究。
图4 意大利米兰市CESI微电网与此同时，欧盟还在多个国家建立了微电网示范工程。
如希腊爱琴海基克拉迪群岛建立的Kythnos微电网示范工程，其为12户居民提供供电。
Kythnos微电网包含两个子系统，三相系统和单相系统，分别为本地负荷和通讯设施供电。
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世界微电网工程介绍（内部资料，注意保存）20111 美国 (3)（1）威斯康辛麦迪逊分校（University of Wisconsin - Madison） (3)（2）电气可靠性技术解决方案联合会（CERTS） (3)（3）分布式能源技术实验室（DETL） (5)（4）国家可再生能源实验室（NREL） (6)（5）橡树岭国家实验室（ORNL） (7)（6）分布式电源集成测试（DUIT） (8)（7）通用电气（GE） (9)（8）狂河市（Mad river） (10)（9）帕姆代尔市（Palmdale） (11)2 欧洲 (12)（1）西班牙：Labein 联网模式 (12)（2）希腊：Kythnos 孤岛模式 (13)（3）葡萄牙：EDP 转换模式 (14)（4）荷兰：Continuon 孤岛模式及储能 (15)（5）德国：MVV 孤岛模式及储能 (16)（6）意大利：CESI RICERCA 交替结构 (17)（7）马其顿共和国（F.Y.R.O.M）：孤岛模式 (19)（8）丹麦：Bornholm 孤岛模式 (20)（9）德国：Demotec (20)（10）法国：ARMINES (21)（11）希腊：NTUA (22)3 日本 (22)（1）爱知县（Aichi） (22)（2）京都市（Kyoto） (24)（3）八户市（Hachinohe） (26)（4）仙台市（Sendai） (28)（5）清水建设公司（Shimizu） (29)（6）东京燃气公司（Tokyo gas） (30)4 加拿大及其他国家 (31)（1）加拿大Nemiah和Ramea (31)（2）加拿大Quebec和Boston Bar (32)（3）加拿大Utility (33)（4）非洲乌干达Bulyansungwe (33)5 中国 (34)（1）浙江舟山东福山岛 (34)（2）浙江温州南麂岛 (36)（3）南京供电公司 (36)（4）天津 (36)（5）河南财专 (36)（6）广东珠海 (37)（7）河北承德 (37)1 美国（1）威斯康辛麦迪逊分校（University of Wisconsin - Madison）安装地点：威斯康星大学麦迪逊分校。
微网组成：两台位置对等的直流稳压电源；纯阻性负荷。
示范目的：本地下垂控制策略，微网的暂态电压和频率调整，并能实现微网互联；联网和孤岛模式之间的无缝切换。
（2）电气可靠性技术解决方案联合会（CERTS）安装地点：俄亥俄州首府哥伦布的Dolan技术中心。
微网组成：三台60kW燃气轮机；三条馈线，负荷可分为一般负荷、可控负荷和敏感负荷。
示范目的：联网和孤岛模式之间的自动无缝切换；不依赖于高故障电流微网保护；无需高速通信实现孤岛条件下的电压和频率稳定。
多兰技术中心CERTS微网测试台布局CERTS微网实例示意图（3）分布式能源技术实验室（DETL）安装地点：Sandia国家实验室。
微网组成：微网模拟；光伏，燃料电池，燃气；轮机，风机。
示范目的：分析分布式电源利用效率；监测分布式电源输出功率的变化、负荷变化对微网稳态运行的影响。
（4）国家可再生能源实验室（NREL）安装地点：美国劳伦斯伯克利国家实验室。
微网组成：200kW电网模拟；燃气轮机、光伏、风机、蓄电池、柴油机等；直流母线。
示范目的：允许三套独立系统同时运行；分布式发电系统可靠性测试；分布式发电，微网运行导则制定。
（5）橡树岭国家实验室（ORNL）安装地点：美国橡树岭国家实验室。
示范目的：降低能源消耗和减少温室气体排放，对排放数据实时监测，燃烧尾气分析。
（6）分布式电源集成测试（DUIT）安装地点：加利福尼亚的San Ramon。
示范目的：分布式电源的高渗透率对配电网络影响的研究；微网的电压和频率调整；电能质量监测和分析；微网的继电保护。
（7）通用电气（GE）安装地点：原计划安装在新泽西Wayne市；2007年9月，在新墨西哥开始建设；2009年计划迁至夏威夷Forrest市。
示范目的：微网的控制策略、保护；微网上层能量管理。
GE公司微网能量管理框架（8）狂河市（Mad river）安装地点：Vermont州Waitsfield。
系统组成：两台100kW的生物柴油机、两台90kW的丙烷柴油机、30kW的燃气轮机，光伏，陆续将加入燃料电池，风机，飞轮等。
示范目的：建立微网经济模型；特定地点建设微网可行性；加快微网技术和制度上的认知度；含分布式电源配电网规划；微网的上层监控。
（9）帕姆代尔市（Palmdale）安装地点：美国加利福尼亚州帕姆代尔市。
示范目的：超级电容器对电能质量影响的研究。
2 欧洲（1）西班牙：Labein 联网模式安装地点：西班牙巴斯克地区的毕尔巴鄂市。
微网组成：发电设备--光伏（0.6kW，1.6kW和3.6kW），直驱式风机（6kW），2台63kVA的柴油发电机；储能装置--蓄电池（48V/1925Ah和24V/120Ah），飞轮储能（250kVA），超级电容器48V/4500F）；负荷（阻性150kW和50kW，2套36kVA的感性负载）。
示范目的：联网模式下的中央和分散控制策略；微网频率的一次、二次和三次调整；联网和孤岛模式切换；通讯协议验证；微网的需求侧管理。
（2）希腊：Kythnos 孤岛模式安装地点：希腊爱琴海基克拉迪群岛。
示范目的：提高供电可靠性；上层调度管理；智能负荷管理。
微网组成：包括两个子系统。
子系统1：三相系统；光伏10kW，蓄电池53kWh，柴油机9kVA；负荷：12户家庭。
子系统2：单相系统；光伏2kW，蓄电池32kWh；用于通讯设备的供电。
（3）葡萄牙：EDP 转换模式系统组成：80kW燃气轮机；负责本地游泳池的电力和热力供应；可以为外部家用、商用、工业提供电力。
示范目的：在联网与孤岛运行状态下，不同的发电与负荷水平时，分析微网行为；在几种运行状态下，演示从联网切换到孤岛状态的可能性；辨识微型燃气轮机的仿真参数；分析微型燃气轮机与柴油发电机组在孤岛模式下的相互影响；切负荷控制策略。
葡萄牙伊利亚沃ILHAVO酒店（4）荷兰：Continuon 孤岛模式及储能安装地点：荷兰的Zutphen度假村，荷兰首个微网项目。
微网组成：380V，50Hz系统；335kW光伏，蓄电池；提供200幢别墅电力。
示范目的：联网孤岛自动切换；黑启动能力；维持孤岛运行24小时；蓄电池智能充放电管理。
（5）德国：MVV 孤岛模式及储能安装地点：德国曼海姆。
微网组成：光伏，蓄电池；燃气轮机。
示范目的：微网的社会认可；微网运行导则制定；微网经济效益。
曼海姆Wallstadt生态房地产（6）意大利：CESI RICERCA 交替结构系统组成：电池储能，包括蓄电池，全钒氧化电池，Zebra电池；超级电容器储能和飞轮储能（用于改善电能质量）；生物质能，斯特灵发电机，燃气轮机和柴油机。
示范目的：微网通讯；微网电能质量分析；不同结构微网研究；微网的上层控制。
（7）马其顿共和国（F.Y.R.O.M）：孤岛模式安装地点：Kozuf山新滑雪中心附近。
微网组成：沼气发电，光伏。
示范目的：提供羊圈及滑雪中心用电。
（8）丹麦：Bornholm 孤岛模式安装地点：丹麦的Bornholm岛。
为欧盟微网示范平台唯一中高压微网。
示范目的：微网的黑启动；孤岛运行后与大电网重新并网。
（9）德国：Demotec安装地点：德国卡塞尔大学的太阳能技术研究所。
示范目的：联网孤岛模式切换；P-f和Q-V下垂控制；不同负荷对微网暂态影响；分布式电源输出波动对微网稳定性影响。
（10）法国：ARMINES安装地点：法国巴黎矿业学院的能源研究中心。
系统组成：光伏3.1kW+Sunny Boy 850；蓄电池（48V，18.7kWh）+SW4548E；柴油机3.2kW；阻性，感性，容性，非线性，电机负荷。
示范目的：联网和孤岛运行；微网的上层调度管理，开发基于AGILENT VEE 7和Matlab的上层软件。
（11）希腊：NTUA安装地点：雅典国立大学。
系统组成：光伏1.1kW+Sunny Boy 1100；光伏110W+Soladin120W；蓄电池（60V，250Ah）+SI4500。
示范目的：分层控制策略；底层的微源控制和负荷控制器；微网经济性评估；联网和孤岛模式切换。
实验室微网设备及单线图3 日本（1）爱知县（Aichi）安装地点：2005爱知县世博会，2008年搬迁到日本中部城市机场系统组成：熔碳酸盐燃料电池270kW+300kW、固体氧化物燃料电池25kW、磷酸燃料电池4*200kW；光伏发电330kW；钠硫储能电池组示范目的：建立多种分布式能源的区域供电系统，并避免对大电网产生不良影响（2）京都市（Kyoto）安装地点：东京都的Kyotango微网组成：4台100kW的内燃机；250kW的燃料电池；100kW的铅酸蓄电池；2组光伏电站，50kW风机；ISDN和ADSL通讯线路。
示范目的：微网的能量管理；微网的电能质量控制。
（3）八户市（Hachinohe）微网组成：用电需求是7栋楼房的设施以及污水处理厂；可再生能源是510kW （170*3）生物质发电，130kW光伏发电，20kW风力发电，100kW铅酸蓄电池；网架是5.4km的6.6kV架空线路。
示范目的：孤岛运行测试；微网上层调度管理（包括每周，每3分钟，每秒，每10毫秒）。
（4）仙台市（Sendai）微网组成：燃料电池，内燃机，光伏；动态电压调节器；直流母线。
示范目的：供电质量分为A，B1，B2，B3四个等级，通过上层调度管理，实现不同等级供电质量;发展含有分布式电源和无功补偿，动态电压调节装置的的新型配电网络。
（5）清水建设公司（Shimizu ）示范目的：实验室规模微网的基础上，建立微网示范平台；负荷跟踪、优化调度、负荷预测、热电联产四套控制软件。
（6）东京燃气公司（Tokyo gas）安装地点：横滨。
示范目的：保证微网电力供需平衡；实现本地电压控制；高质量电能供给；减少温室气体排放。
4 加拿大及其他国家（1）加拿大Nemiah和Ramea安置地点：加拿大Nemiah和Ramea。
改造目的：加拿大幅员辽阔，岛屿众多，其北部存在几百个柴油机为主的岛式电网，消耗昂贵的燃油。
加入分布式电源，开发分布式电源容量优化软件，并对微网进行上层调度管理，使微网运行达到经济最优。
Nemiah岛式电网光伏改造Ramea岛式电网风机改造（2）加拿大Quebec和Boston Bar安装地点：加拿大Quebec和Boston Bar。
研究目的：实现有计划孤岛运行，研究孤岛运行对供电可靠性的影响；对紧急停电状况下孤岛运行稳定性、电压和频率波动及其经济效益进行分析。