微电网结构特性分析与设计_黄文焘

第40卷第18期电力系统保护与控制Vol.40 No.18 2012年9月16日 Power System Protection and Control Sep. 16, 2012

微电网结构特性分析与设计

黄文焘１，邰能灵１，范春菊1，兰森林２，唐跃中２，钟 勇３

（1.上海交通大学电气工程系，上海 200240；2.上海市电力公司市南供电公司，上海 200233；

3.上海思南电力通信有限公司，上海 201112）

摘要：典型微网网架结构是微网能量管理、控制、保护与稳定的基础。在分析微网网架的基础上，根据微网特点将微网分为交流微网、直流微网和交直流混合微网。分析了各种典型微网结构的特点、适用范围，以微网负荷与电源容量匹配为基本原则，同时考虑微网地理特点、接入的配电网结构、运行方式等基本要素研究了微网结构的设计方法，提出微电网结构设计流程。

关键词：微电网；微网结构；交流微网；直流微网；混合微网；网架设计

Study on structure characteristics and designing of microgrid

HUANG Wen-tao1, TAI Neng-ling1, FAN Chun-ju1, LAN Sen-lin2, TANG Yue-zhong2, ZHONG Yong3

(1. Department of Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China;

2. Southern Shanghai Municipal Electric Power Company, Shanghai 200233, China;

3. Shanghai Sinan Power Communication Limited Company, Shanghai 201112, China)

Abstract: Typical microgrid structure is fundamental to energy management, control, protection and stability of microgrid. Based on the analysis of the structure and the characteristic of microgrid, the microgrid is divided into three kinds, including AC microgrid, DC microgird and AC/DC hybrid microgrid. According to each typical architecture of the three microgrids, related characteristics and suitable scopes are analyzed in the paper. Considering the basic principle of matching of source and load, some element factors such as geographical feature, structure of distributed network, operation modes and procedures are analyzed and microgird’s design methodology is studied. At last, procedures are put forward to provide a reference for the microgird’s design.

This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 51177066) and New Century Excellent Talents of Ministry of Education Funded Project (No. NCET-08-0356).

Key words: microgrid；microgrid structure；AC microgrid；DC microgrid；AC/DC hybird microgrid；microgrid designing

中图分类号： TM72 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2012)18-0149-07

0 引言

伴随着能源需求不断增加，化石能源日趋枯竭，核能发展受到一定限制，电力系统结构的老化，环保等一系列问题的出现，分布式电源的研究和应用得到了快速的发展，但分布式电源在解决能源和电力系统一些问题的同时也带来了诸多技术问题[1-2]。电力可靠性技术协会（CERTS）提出微网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统[3]，可用来协调大电网与分布式电源间的矛盾，充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益[4-5]。

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51177066）；教育部新世纪优秀人才资助项目(NCET-08-0356)

微网的研究以微网结构为基础，微网结构体现了微电网的基本特征，也揭示出微电网的基本单元。文献[6]指出微网结构包含分布式电源和负荷的类型、微网并网接口形式等重要信息；文献[7]认为微网结构是解决电压控制、潮流控制和解列时负荷分配、稳定等问题的关键，也为继电保护及微网运行的研究提供基础。文献[8-9]提出设计合理的微网结构提高了微网接入中低压配电网的灵活性与可靠性。由此可见，微网网架结构的研究对微网发展和应用有实际意义。

本文根据微电网特性将微网划分为直流微网、交流微网和交直流混合微网；结合微网研究和应用现状，介绍了上述三种微网的典型网架，分析了每种典型微网结构的特点及其应用条件；最后根据分