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为了充分利用可再生资源发电，改善可再生能源发电的可靠性，减少可再生能源发电的波动性对大电网的冲击，微电网应运而生。
微电网系统主要由光伏、风机等微电源及储能装置、交直流负荷、电流变换装置等组成，既可以独立运行，也可以接入电网，是可再生能源发电主要方式之一。美国的能源和电力科研机构、协调组织电力研究协会（Electric Power Research Institute，EPRI）提出了如图1.5所示的微电网结构，强调了微电网的独立性。
图1.5 EPRI微电网结构
北京四方公司提出的微电网分层控制体系结构如图1.6所示。系统分为系统级控制层、设备级控制层和直流微电网物理层。系统控制级实现能量管理与系统的优化运行，包含功率／能量分配、直流母线电压二次调节和运行模式切换的功能；设备控制级实现直流母线电压稳定和系统功率平衡，保证直流微电网稳定运行。包含直流母线电压控制、交直流互联功率控制、交直流负荷电压控制、光伏／直流风机最大功率跟踪、储能单元恒功率／电流充放电控制等功能；直流微电网物理层包含双向DC-AC变流器、交／直流负荷、分布式电源和储能单元等，为系统级控制层和设备级控制层提供物理基础。
图1.6 EPRI微电网分层控制体系
微电网是一个集微电源（通常包含风力发电机、光伏阵列等）和负载的可控系统，根据美国电气可靠性技术解决方案联合会提出的微电网结构[ 17-19 ]，微电网包括微电源、功率和电压控制设备、公共耦合点、断路器及分界开关，如图1.7所示。
目前美国、欧盟、日本、中国等多个国家和地区纷纷开展了对可再生能源分布式发电的研究，已建成了大量的分布式发电系统，开展了分布式发电系统对可再生能源的利用、系统的并网、微电网的储能等各方面的研究工作，建立了大量的示范工程，见表1.1。
图1.7 CERTS提出的微电网结构
表1.1 混合组网示范项目
微电网的主要技术包括：微电网优化规划技术，微电网的控制保护技术，微电网的能量管理，直流及交直流混合，微电网大量微电网的运行管理技术等。目前，微电网在应用方面急需解决以下关键问题：
①微电网单元技术——满足不同场景的微电网接入。微电网发电单元以分布式能源的方式接入微电网，在满足分布式能源并网运行的前提下，要维持微电源的可靠、稳定运行，并根据需要通过电力电子接口对微电源输出功率进行调节。响应时间为几毫秒到十几毫秒。
②基于云平台的微电网运行管理技术——满足大量分布式电源或微电网本身的运行维护及管理要求。需要采用综合监控及能量管理系统（MEMS），提高系统能源利用率，降低系统运行费用。能量管理系统的响应时间为时、天、周、月甚至是季度。
③基于现代电力电子设备的柔性配网互联技术——大量分布式电源／微电网接入后，满足配电网系统运行的要求。微电网整体协调控制，实现微电网的调频、调压。微电网并网设备本身的保护配置，如离网、低压、低频等。微电网的保护配置方案和外部系统的保护的协调配合等。