《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，積極發(fā)展以消納新能源為主的智能微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)兼容互補(bǔ)；在具備條件的農(nóng)村地區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)探索建設(shè)高可靠性可再生能源微電網(wǎng)；鼓勵(lì)具備條件的重要用戶發(fā)展分布式電源和微電網(wǎng)。大電網(wǎng)與微電網(wǎng)同步發(fā)展被寫入能源規(guī)劃，從體制層面規(guī)劃了我國(guó)電網(wǎng)未來運(yùn)行的嶄新場(chǎng)景。
微電網(wǎng)（Micro-Grid，MG）由分布式電源（分布式光伏、分散式風(fēng)電、燃?xì)廨啓C(jī)、電化學(xué)儲(chǔ)能、超級(jí)電容等）、用電負(fù)荷（重要、可調(diào)等不同類負(fù)荷）、能量管理系統(tǒng)（監(jiān)控、保護(hù)和自動(dòng)化裝置）等組成，是一個(gè)能夠基本實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電力電量平衡的供用電系統(tǒng)。
微電網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景主要有：有離岸或孤島用能需求的偏遠(yuǎn)地區(qū)、大電網(wǎng)較弱或用能成本較高的地區(qū)、對(duì)用能穩(wěn)定性和用電質(zhì)量需求較高的園區(qū)。
微電網(wǎng)示意圖
01
微電網(wǎng)特征
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1.1 微型
微電網(wǎng)電壓等級(jí)一般在35kV以下；系統(tǒng)規(guī)模一般在兆瓦級(jí)及以下；與終端用戶相連，電能就地利用。
1.2 清潔
微電網(wǎng)內(nèi)部分布式電源以清潔能源為主，或是以能源綜合利用為目標(biāo)的發(fā)電形式。
1.3 自治
微電網(wǎng)內(nèi)部電力電量能實(shí)現(xiàn)基本自平衡，與外部電網(wǎng)的電量交換一般不超過總電量的20%。
1.4 友好
微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)有支撐作用，可以為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力，能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)/離網(wǎng)模式的平滑切換。
02
微電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)
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微電網(wǎng)具有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運(yùn)行模式，以及兩種模式切換中的暫態(tài)切換狀態(tài)。
2.1 并網(wǎng)模式
微電網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)互聯(lián)，進(jìn)行電能交換的狀態(tài)。
2.2 離網(wǎng)模式
微電網(wǎng)與公共電網(wǎng)連接斷開，微電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部用能自平衡狀態(tài)。
2.3 暫態(tài)切換狀態(tài)
微電園與電網(wǎng)在連接或斷開瞬間的狀態(tài)，系統(tǒng)需要減少暫態(tài)切換帶來的擾動(dòng)，保證頻率電壓的穩(wěn)定性。
微電網(wǎng)經(jīng)典結(jié)構(gòu)
03
微電網(wǎng)的控制策略
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微電網(wǎng)分為三層控制，在離網(wǎng)模式下微電網(wǎng)常用的控制模式是主從控制和對(duì)等控制。
微電網(wǎng)的狀態(tài)與控制分層
3.1 主從控制模式
微電網(wǎng)主從控制模式是微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，一個(gè)分布式電源或儲(chǔ)能裝置采用定電壓定頻率（V/F）控制，其他分布式電源采用定功率（PQ）控制的運(yùn)行模式。當(dāng)微電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)，由大電網(wǎng)提供對(duì)其電壓和頻率的支撐，所有分布式電源按設(shè)定功率輸出，最大化利用可再生能源。
當(dāng)微電網(wǎng)處理孤島模式運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)失去了大電網(wǎng)的電壓和頻率支撐，需要一個(gè)分布式電源采用定電壓定頻率控制，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，稱為主控單元，相應(yīng)的控制器稱為主控制器，其他分布式電源則仍采用定功率控制，稱為從控制單元，其控制器為從控制器。
優(yōu)點(diǎn)：控制策略簡(jiǎn)單，只對(duì)主控制電源有維持系統(tǒng)f/U的需求。
缺點(diǎn)：主控制器要求高，需要進(jìn)行全局信息收集與調(diào)度，對(duì)通訊系統(tǒng)要求高，一旦主控電源發(fā)生問題可能整個(gè)系統(tǒng)宕機(jī)。
3.2 對(duì)等控制模式
微電網(wǎng)對(duì)等控制模式是指微電網(wǎng)中所有分布式電源在控制上具有同等的地位，不存在主和從的關(guān)系，各控制器根據(jù)分布式電源接入系統(tǒng)點(diǎn)的電壓和頻率進(jìn)行就地控制，共同參與系統(tǒng)的有功和無功功率分配，并共同為微電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電壓和頻率支撐。
優(yōu)點(diǎn)：即插即用，穩(wěn)定性提升。負(fù)荷變化由多個(gè)電源共同承擔(dān)，一個(gè)微電源的變化不影響整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
缺點(diǎn)：對(duì)可控電源的容量和數(shù)量比主從控制要求多。
04
微電網(wǎng)的能量管理策略
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微電網(wǎng)能量管理通常有基于邏輯規(guī)則的控制策略和多時(shí)間尺度滾動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度算法。
05
微電網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢(shì)
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美國(guó)、歐盟、日本等國(guó)家和地區(qū)對(duì)微電網(wǎng)的研究和建設(shè)起步較早，已取得了一些成果。我國(guó)對(duì)于微電網(wǎng)的研究起步較晚，在關(guān)鍵技術(shù)上和歐美仍有差距，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于微電網(wǎng)的研究還處于逐步推廣階段，隨著“雙碳”政策和新型電力系統(tǒng)的落地，國(guó)內(nèi)的微電網(wǎng)示范項(xiàng)目逐漸增多，越來越多企業(yè)加入到微電網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)中，智能微電網(wǎng)逐漸成為行業(yè)新熱點(diǎn)。
