第1章 绪论

1.1 微电网技术的提出背景

1.1.1 分布式电网结构

电能由于其清洁环保、高效便利的优点，是能源最有效的利用方式之一。为了实现电能更好地生产、传输、分配和应用，需要构建高效的电力系统结构。近年来，电力系统呈现出用电负荷不断增加、输电容量逐渐增大的特点[1]。以大容量集中式发电和远距离高电压输电为基础的传统电网结构，其建设成本高、运维难度大、灵活性差等问题日渐凸显。

伴随着电力电子技术的快速发展，以风电、光伏为代表的可再生能源发电技术日渐成熟，然而将这些新型能源接入传统电力系统的过程中，供电稳定性、可靠性、经济性受到了巨大挑战，主要表现为：①源荷不平衡：天气、季节和日夜变化等因素都会影响新型能源的发电量，因此接入新型能源后的电力系统发电功率也会出现波动，造成发电功率与负载功率不匹配，严重时可能造成电网频率及电压波动；②故障后支撑恢复能力变弱，继电保护行为复杂；③能源利用效率较低：长距离输电与储能将造成较大电能损耗。

传统的集中式发电如图1-1a所示，发电侧能源通过集中的输电网和配电网后，将电能输送到用电侧，在这个过程中，电能从发电侧单向地向用电侧流动。由于多采用核能、水力、化石等能源，集中式发电往往有着规模大的优点。分布式发电如图1-1b所示，发电单元往往和用电单元位置比较接近，不再有集中的输电网和配电网，发电单元和用电单元都连接到同一母线上，母线和外部大电网相连。相较于集中式发电，分布式发电结构更适合新能源的利用：①分布式发电具有较强的灵活性，可以根据用电需求进行快速调整；②分布式发电通常位于用电负荷附近，能够减少电力传输损失，提高能源利用效率；此外分布式发电多采用清洁能源，有助于减少温室气体排放，实现节能减排目标；③分布式发电不再需要大功率、远距离的集中输电设备，能有效避免大型基础设施建设及相关投资；④分布式发电系统由多个独立的电源组成，这有助于提高电力系统的可靠性和稳定性。