微電網(wǎng)的定義及其典型結(jié)構(gòu)
1. 微電網(wǎng)的定義
國際上對(duì)微電網(wǎng)的定義各不相同。從1999年開始，美國電力可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì)（CERTS)首次對(duì)微電網(wǎng)在可靠性、經(jīng)濟(jì)性及其對(duì)環(huán)境的影響等方面進(jìn)行了研究。2002年，CERTS從結(jié)構(gòu)、控制、經(jīng)濟(jì)等方面系統(tǒng)全面介紹了微電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)（美國）是一種由負(fù)荷和微電源共同組成的系統(tǒng)，它可同時(shí)提供電能和熱量；微電網(wǎng)內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必要的控制；微電網(wǎng)相對(duì)于大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并可同時(shí)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全方面的需求。歐盟對(duì)微電網(wǎng)（歐盟）給出的定義是：利用一次能源；使用微型電源，分為不可控、部分可控和全控三種，并可冷、熱、電三聯(lián)供；配有儲(chǔ)能裝置；使用電力電子裝置進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。日本三菱公司從規(guī)模上將微電網(wǎng)（日本）分為大規(guī)模、中規(guī)模和小規(guī)模三類。由傳統(tǒng)電源供電的獨(dú)立電力系統(tǒng)也被歸入微電網(wǎng)研究范疇，大大擴(kuò)展了美國CERTS對(duì)微電網(wǎng)的定義范圍。
綜上所述，并結(jié)合我國電網(wǎng)的實(shí)際狀況，可以得出微電網(wǎng)（中國）的定義：微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以與配電網(wǎng)斷開獨(dú)立運(yùn)行。
2. 微電網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)
微電網(wǎng)一般是由多條輻射狀饋線和負(fù)載群組成，輻射狀配電網(wǎng)通過固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(Static Transfer Switch)在公共連接點(diǎn)(Point of Common Coupling)與主干配電系統(tǒng)相連，每條饋線具有斷路器和潮流控制器。
微電網(wǎng)的通信結(jié)構(gòu)是由三個(gè)基本層紐成，首層是微電網(wǎng)中央控制器(Microgrid Central Controller)，次層是負(fù)荷控制器(Load Controller)和微源控制器(Microsource Controller)，底層是可控負(fù)荷與可控微源。
微電網(wǎng)有兩種運(yùn)行模式：并網(wǎng)運(yùn)行模式和孤島運(yùn)行模式。在并網(wǎng)運(yùn)行模式下，微電網(wǎng)與主網(wǎng)部分或全部連接，能與主網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)功率的雙向流通。當(dāng)主網(wǎng)有任何的擾動(dòng)異常時(shí)，微電網(wǎng)都能及時(shí)切換到孤島運(yùn)行模式，并能繼續(xù)對(duì)優(yōu)先負(fù)荷進(jìn)行供電。微電網(wǎng)包括3條饋線A、B和C，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)呈放射狀。饋線通過微電網(wǎng)主隔離裝置（一般是靜態(tài)開關(guān)）與配電系統(tǒng)相連，可實(shí)現(xiàn)孤網(wǎng)與并網(wǎng)運(yùn)行模式間的平滑無縫轉(zhuǎn)換。其中，A和B為敏感負(fù)荷（重要負(fù)荷），安裝有多個(gè)分布式電源(DG)，饋線A中含有一個(gè)運(yùn)行于熱電聯(lián)產(chǎn)的DG，該DG向用戶提供熱能和電能。饋線C為非敏感性負(fù)荷，孤網(wǎng)情況下微電網(wǎng)內(nèi)部過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可以切斷系統(tǒng)對(duì)C的供電。當(dāng)外界大電網(wǎng)出現(xiàn)故障停電或電能質(zhì)量問題時(shí)，微電網(wǎng)可通過主斷路器切斷與電網(wǎng)的聯(lián)系孤網(wǎng)運(yùn)行。此時(shí)，微電網(wǎng)的負(fù)荷全部由DG承擔(dān)，饋線C繼續(xù)通過母線得到來自微網(wǎng)的電能并維持正常運(yùn)行。如果孤網(wǎng)情況下無法保證電能的供需平衡，可以斷開饋線C，停止對(duì)非重要負(fù)荷供電。當(dāng)故障消除后，主斷路器重新合上，微電網(wǎng)重新恢復(fù)與主電網(wǎng)功角同步運(yùn)行，保證系統(tǒng)平穩(wěn)過渡到孤網(wǎng)前的運(yùn)行狀態(tài)。
在微電網(wǎng)的這種結(jié)構(gòu)下，多個(gè)DG就地向重要負(fù)荷提供電能和電壓支撐，在很大程度上減少了直接從大電網(wǎng)買電和電力線傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，并可增強(qiáng)重要負(fù)荷抵御來自主網(wǎng)故障影響的能力。
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