2.1 微电网技术概述

2.1.1 微电网技术的概念

微电网（Micro-Grid, MG）是一种将分布式发电（Distributed Generation, DG）、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置等有机整合在一起的小型发输配电系统。凭借微电网的运行控制和能量管理等关键技术，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。

2.1.2 微电网技术的特点

近年来，欧盟、美国、日本等均开展了微电网试验示范工程研究，已进行概念验证、控制方案测试及运行特性研究。国外微电网的研究主要围绕可靠性、可接入性和灵活性3个方面，探讨系统的智能化、能量利用的多元化、电力供给的个性化等关键技术。微电网在我国也处于试验示范阶段。这些微电网示范工程普遍具备以下4个基本特征。

1）“微型”：微电网电压等级一般在10kV以下，系统规模一般在兆瓦级及以下，与终端用户相连，电能就地利用。

2）“清洁”：微电网内部分布式电源以清洁能源为主，或是以能源综合利用为目标的发电形式。

3）“自治”：微电网内部电力电量能实现全部或部分自平衡。

4）“友好”：可减少大规模分布式电源接入对电网造成的冲击，可以为用户提供优质可靠的电力，能实现并网/离网模式的平滑切换。因此，与电网相连的微电网，可与配电网进行能量交换，提高供电可靠性和实现多元化能源利用。

5）“智能”：微电网包含有智能化的技术和设备。智能设备主要有快速仿真计算软件、先进的能量管理系统（EMS）、高级电力电子设备、分布式储能管理装置、高级计量装置以及基于先进的通信和网络体系的一次、二次设备。

6）“灵活”：微电网不仅可以实现分布式能源的广泛接入，及时根据运行状况处理分布式电源的连接和断开，为分布式电源的高效利用提供一个有效的途径，还可以根据不同的需求，选择不同的运行方式，通过众多电源与储能装置的协同工作，实现能源生产消费的全方位灵活调度和能源的高效运营。微电网作为单一受控单元实现“即插即用”，还可根据用户需求灵活定价，提供不同级别的电能质量。

微电网与配网电力和信息交换量将日益增大并且在提高电力系统运行可靠性和灵活性方面体现出较大的潜力。微电网和配电网的高效集成，是未来智能电网发展面临的主要任务之一。借鉴国外对微电网的研究经验，近年来，一些关键的、共性的微电网技术得到了广泛的研究。然而，为了进一步保障微电网的安全、可靠、经济运行，结合我国微电网发展的实际情况，一些新的微电网技术需求还有待进一步的探讨和研究。

微电网是未来智能配电网实现自愈、用户侧互动和需求响应的重要途径，随着新能源、智能电网、柔性电力等技术的发展，微电网将具备如下新特征。

1）微电网将满足多种能源综合利用需求并面临更多新问题。

大量的入户式单相光伏、小型风机、冷热电联供、电动汽车、蓄电池、氢能等家庭式分布电源及大量柔性电力电子装置的出现将进一步增加微电网的复杂性，屋顶电站、电动汽车充放电、智能用电楼宇和智能家居带来微电网形式的灵活多样化、多种微电源响应时间的协调、现有小发电机组并入微电网的可行性、微电网配置分布式电源、储能接口标准化、微电网建设环境评价、微电网内基于电力电子接口的电源和柔性交流输电系统（FACTS）装置控制耦合等都将成为未来微电网研究的新问题。

2）微电网将与配电网实现更高层次的互动。

微电网接入配电网后，配电网的结构、保护、控制方式，用电侧能量管理模式，电费结算方式等均须做出一定调整，同时，上级调度对用户电力需求的预测方法、用电需求侧管理方式、电能质量监管方式等也需要转变。为此，一方面通过不断完善接入配网的标准，微电网将形成一系列典型模式规范化建设和运行；另一方面，将加强配网对微电网的协调控制和用户信息的监测力度，建立起与用户的良性互动机制，通过微电网内能量优化、虚拟电厂技术及智能配网对微电网群的全局优化调控，逐步提高微电网的经济性。实现更高层次的高效、经济、安全运行。

3）微电网将承载信息和能源双重功能。

未来智能配网、物联网业务需求对微电网提出了更高要求，微电网靠近负荷和用户，与社会的生产和生活息息相关。以家庭、办公室建筑等为单位的灵活发电和配用电终端、企业、电动汽车充电站以及物流等将在微电网中相互影响，分享信息资源。承载信息和能源双重功能的微电网，使得可再生能源能够通过对等网络的方式分享彼此的能源和信息。