微電網(wǎng)即微型電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的、可提供電能系統(tǒng);微電網(wǎng)相對(duì)外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為一個(gè)單一的可控單元，該可控單元能夠滿(mǎn)足微電網(wǎng)內(nèi)部用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量及供電可靠性和安全性的要求。
1、微電網(wǎng)特征
微電網(wǎng)具有以下特征：(1)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。(2)微電網(wǎng)相對(duì)于外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并可同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量和供電安全等方面的要求。(3)微電網(wǎng)存在兩種典型的運(yùn)行模式：正常情況下微電網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，稱(chēng)為聯(lián)網(wǎng)模式;當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿(mǎn)足要求時(shí)，微電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)而獨(dú)立運(yùn)行，稱(chēng)為孤島模式。兩者之間的切換必須平滑而快速。
2、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
近年來(lái)，許多國(guó)家如美國(guó)、日本、澳大利亞等紛紛開(kāi)展了對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)的研究，并且解決了一部分微電網(wǎng)技術(shù)中的運(yùn)行、保護(hù)、經(jīng)濟(jì)性等理論問(wèn)題。
2.1美國(guó)微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀
美國(guó)是最先提出了微電網(wǎng)概念的國(guó)家，1999年美國(guó)可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì)(the Consortiumfor Electric Reliability Technology Solutions，CERTS)首次對(duì)微電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)、控制、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行了研究并于2002年正式提出了相對(duì)完整的微電網(wǎng)概念，并且是目前微電網(wǎng)概念中最權(quán)威的一個(gè)。近年來(lái)，其微電網(wǎng)研究一直在有條不紊地進(jìn)行著，其研究的重點(diǎn)主要集中在提高供電的可靠性、滿(mǎn)足多種電能質(zhì)量的要求、降低成本和實(shí)現(xiàn)智能化等方面[5][6]。
2.2歐洲微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀
歐洲國(guó)家于2005年提出“Smart Power Networks”計(jì)劃，隨后便出臺(tái)該計(jì)劃的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方略。“Smart Power Networks”計(jì)劃作為歐洲2020年及后續(xù)的電力發(fā)展目標(biāo)表明了未來(lái)歐洲電網(wǎng)需具備以下特點(diǎn)：靈活性、可接入性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。并且提出微電源輸出端逆變器相應(yīng)控制策略：PQ控制VSI(voltage source inverter)控制策略。同時(shí)提出優(yōu)化約束方程，并對(duì)超額發(fā)出熱能的棄用制訂了懲罰方案。最后，在滿(mǎn)足微電網(wǎng)電、熱雙重需求的條件下，以系統(tǒng)燃料耗量最低為目標(biāo)，提出了優(yōu)化的功率分配方案[4]。
2.3我國(guó)微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀
2008年初的冰雪天氣導(dǎo)致我國(guó)發(fā)生大面積停電，只有少數(shù)小電網(wǎng)在支撐重要用戶(hù)運(yùn)行，暴露了我國(guó)現(xiàn)有的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在保障用戶(hù)供電方面所存在的薄弱環(huán)節(jié)同時(shí)也將微型電網(wǎng)的作用充分展示了出來(lái)，并促使我國(guó)加快了對(duì)微型電網(wǎng)的研究步伐。2009年，中國(guó)國(guó)家科技部通過(guò)“973”計(jì)劃項(xiàng)目，專(zhuān)門(mén)資助了分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)研究。次年，中國(guó)國(guó)家科技部通過(guò)《國(guó)家高科技研究發(fā)展計(jì)劃(863)》立項(xiàng)了近十個(gè)有關(guān)微電網(wǎng)方面的研究課題。“十二五”期間，我國(guó)將在太陽(yáng)能、風(fēng)能占優(yōu)勢(shì)的地區(qū)建設(shè)成微電網(wǎng)示范區(qū)，同時(shí)還將推動(dòng)建設(shè)100座新能源示范城市。我國(guó)微電網(wǎng)的發(fā)展雖尚處于起始階段，但微電網(wǎng)的特點(diǎn)適應(yīng)我國(guó)電力發(fā)展的需求和方向，具有廣闊的發(fā)展前景[7]。
3微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
3.1微電網(wǎng)的控制技術(shù)
在微電網(wǎng)研究領(lǐng)域，最為關(guān)鍵的技術(shù)是微電網(wǎng)的運(yùn)行控制。目前，有三種比較常見(jiàn)的微電網(wǎng)控制方式[2][3][9]：(1)基于電力電子技術(shù)等概念的控制方法。該方法根據(jù)微電網(wǎng)的控制要求與發(fā)電機(jī)的下垂特性將不平衡功率動(dòng)態(tài)分配給各機(jī)組承擔(dān)，具有簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。(2)基于能量管理系統(tǒng)的控制。該方法采用不同的控制模塊分別對(duì)有功和無(wú)功進(jìn)行控制，很好地滿(mǎn)足了微電網(wǎng)的多種控制要求，此外該方法針對(duì)微電網(wǎng)中對(duì)無(wú)功的不同需求，功率管理系統(tǒng)采用了不同的控制方法從而提高了控制性能。(3)基于多代理技術(shù)的微電網(wǎng)控制。該方法將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的多代理技術(shù)應(yīng)用到微電網(wǎng)，代理的自治性、自發(fā)性等特點(diǎn)能夠很好地適應(yīng)和滿(mǎn)足微電網(wǎng)分散控制的要求。
3.2協(xié)調(diào)繼電保護(hù)和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)
微電網(wǎng)的保護(hù)方法與傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護(hù)方法不同，主要是微電網(wǎng)的多電源特性，使得兩者區(qū)別很大，主要難點(diǎn)在潮流的雙向流動(dòng)、并網(wǎng)和孤立運(yùn)行時(shí)短路容量的變化方面。因此，傳統(tǒng)配電網(wǎng)在低壓側(cè)集中無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ呀?jīng)不適合微電網(wǎng)。
3.3電力電子技術(shù)
大部分的新能源發(fā)電技術(shù)所發(fā)出的電能在頻率和電壓水平上不能滿(mǎn)足現(xiàn)有互聯(lián)電網(wǎng)的要求，因此無(wú)法直接接入電網(wǎng)，需通過(guò)電力電子設(shè)備才能接入。為此要大力加強(qiáng)對(duì)電力電子技術(shù)的研究，研制一些新型的電力電子設(shè)備作為配套設(shè)施，如并網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)和電能控制裝置。
3.4可再生能源技術(shù)
太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源接入電網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來(lái)了非常大的影響，雖然相對(duì)于傳統(tǒng)的能源發(fā)電，可再生能源的成本并不低，但是其新型的發(fā)電技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)的發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用。
3.5儲(chǔ)能技術(shù)
儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中是特別重要的一項(xiàng)技術(shù)，它具有削峰填谷的作用從而提高了間歇式能源的利用效率[11]，該技術(shù)的關(guān)鍵在于超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)，超級(jí)電容等方面。
結(jié)束語(yǔ)
微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電優(yōu)化集成的一種方式，已經(jīng)成為世界各國(guó)研究的重點(diǎn)，微電網(wǎng)將在未來(lái)占有重要的地位。微電網(wǎng)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但在大規(guī)模應(yīng)用之前，還有許多問(wèn)題需要解決。所以中國(guó)微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展還將面臨著更多挑戰(zhàn)。但是近年來(lái)國(guó)家已出臺(tái)新的政策積極鼓勵(lì)新能源的發(fā)展并且方便新能源接入配電網(wǎng)，相信中國(guó)的微電網(wǎng)技術(shù)會(huì)走上高速發(fā)展的道路。