微网技术体系(智能电网部)

0微网政策和管理机制微网标准体系研究微网相关前瞻性外延技术及要求结论大电网应对微网接入的策略体系研究微网核心技术框架微网研究意义及定义1234567目录11但是现有电力网络难以承受大规模分布式电源的并入，如果简单地从电网角度对DG提出严苛的并网条件和标准，又会导致分布式电源的潜能无法充分释放和发挥，分布式发电本身的运行稳定、平安性、经济性和效益更无法表达。分布式发电：有利于一次能源的多元化开展可再生能源，减少排放污染提高能源综合利用效率提高电网供电平安、可靠性对能源开展趋势的预测〔德国乌帕塔尔气候环境与能源研究院&德国西门子研究中心〕分布式发电开始开展并受到重视微网的提出：以一组分布式发电为集群分割网络，通过适当的管理和控制改善原有网络，并协调这些分布式电源运行222微网研究具有导向作用

发展可再生能源是国家能源战略之一《可再生能源法》及修正案影响重大“金太阳工程”等促进光伏发电迅速发展微网是接纳开再生能源的有效载体3微网是分布式发电的高级形式，掌握微网技术也掌握了分布式供电技术微网有利于提升电网的自愈能力微网有利于实现用户和电网的互动微网能提供可定制电力微网有利于提升智能电网接纳分布式发电的能力众多高校和科研机构关注该领域，国网公司的研究重点是他们关注的焦点；高校和科研院所会将研究重心转移到国网公司关心的问题上；利用外界资源解决自身问题；国外研究现状及趋势33国家代表性的基础项目相关技术美国夏威夷等洁净能源计划可再生能源发电技术与国防部合作的微网项目等微网的运行与控制Madriver微网微网示范验证欧盟DISPOWER计划分布式发电渗透下的电网稳定与控制、电能质量技术等MICROGRID计划微网运行与控制技术等日本群马光伏发电计划大量光伏渗透下的电压协调控制与美国新墨西哥合作NMGGI新一代的绿色电网（5MW以下微网）希腊Kythnos微型电网示范欧洲相关项目日本各地示范夏威夷岛微网规划CERTS微网测试系统4国内研究现状及趋势863973自然科学基金国网公司地方项目清华大学中科院电工所合肥工业大学天津大学其他院校平台建设及示范探索理论探索工业企业国际合作55微网的定义国外微网的定义：

微网是一种由负荷和分布式电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热能；微网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必需的控制。微网相对于外部电网表现为单一的受控单元，可同时满足用户对电能质量和供电平安等的要求。66微网的定义国外微网的定义：

利用一次能源；使用分布式电源，分为不可控、局部可控和全控三种，并可冷、热、电联供；配有储能装置；使用电力电子装置进行能量调节。研究包括低压网络、负荷〔局部可中断〕、可控和不可控的分布式电源、储能装置和基于监控分布式电源和负荷的通讯设施的分层管理和控制系统。7欧盟微网工程〔EuropeanCommissionProjectMicrogrids〕的定义7微网的定义国外微网的定义：

微网是由负载和分布式电源组成的独立可控系统，为当地提供电能和热能。

8美国威斯康辛麦迪逊分校的给出的微网概念：这种概念提供了一个新的模型来描述微网的行为：微网可视作电网中的一个可控单元，可在数秒钟内反响来满足外部输配网络的需求；对用户来说，微网可以满足特定的需求：增加本地可靠性，降低馈线损耗，保持本地电压，通过余热利用提高能效，提供不间断电源。微网的定义9本课题提出微网的定义：

9我国开展微网的目的9提高抗灾能力及应急供电新农村电气化最大化接纳分布式电源节能降耗、提高能效智能电网的有机组成部分

满足用户多类电能质量需求1010我国开展微网的方向10包容性定制性经济性灵活性对内—有效接纳分布式电源对外—与大电网相兼容并提供辅助增值等服务技术上—包容发配用多方面先进电力技术可控，灵活调度，可作为备用电源运行模式切换灵活可以实现偏远地区供电有利微网内部用户的利益有利微网内发电商的利益有利整个电网的经济利益通过对负荷分级，提供分级供电向不同用户提供所需的可靠性水平和电能质量水平电能质量敏感的自治性实现稳态、暂态功率平衡和电压/频率的稳定故障前兆及时预警，降低故障概率对已发生故障自动采取措施进行控制和纠正11(四项政策与制度)政策和管理体系核心技术框架大电网应对策略体系前瞻性外延技术标准体系〔三项前瞻+四项外延〕微网的前瞻性外延作用+(六大方向，涵盖十一类技术)(从五方面影响应对)(四个标准系列)微网标准体系设备规范设计标准孤岛运行标准并网运行标准交换功率小于10MW的微网交换功率大于10MW的微网1212微网政策和管理机制微网标准体系研究微网相关前瞻性外延技术及要求结论大电网应对微网接入的策略体系研究微网核心技术框架微网研究意义及定义1234567目录2113分布式电源与储能计算与分析理论体系信息与通信运行、控制与能量管理设计规划体系保护与接地系统1414分布式电源与储能计算与分析理论体系信息与通信运行、控制与能量管理设计规划体系保护与接地系统微网可靠性分析与计算支撑系统与软件工具：与目前仿真工具接口系统；微网全过程数字仿真工具；计算与分析理论体系1515分布式电源与储能计算与分析理论体系信息与通信运行、控制与能量管理设计规划体系保护与接地系统支撑系统与软件工具：微网系统规划决策支持系统；设计规划体系1616分布式电源与储能计算与分析理论体系信息与通信运行、控制与能量管理设计规划体系保护与接地系统关键装备：适用于微网的分布式发电和储能设备标准并网接口系统；关键装备：适用于微网的百千瓦级电池、飞轮、超级电容器以及混合储能系统及其控制器；1717分布式电源与储能计算与分析理论体系信息与通信运行、控制与能量管理设计规划体系保护与接地系统关键装备：适用于微网的分布式发电和储能保护、静态快速别离开关、纵联保护、自动重合闸等；保护与接地系统关键装备：接地电极、接地系统及装置等；1818分布式电源与储能计算与分析理论体系信息与通信运行、控制与能量管理设计规划体系保护与接地系统关键装备：用户表计终端、发电与储能测控终端、微网接入点测控终端、通信网络及装备等1919分布式电源与储能计算与分析理论体系信息与通信运行、控制与能量管理设计规划体系保护与接地系统关键装备：微网能量管理系统及软件关键装备：微网自动控制相关设备〔如接入点控制设备、分布式能源控制终端等〕2020微网政策和管理机制微网标准体系研究微网相关前瞻性外延技术及要求结论大电网应对微网接入的策略体系研究微网核心技术框架微网研究意义及定义1234567目录2121第三章大电网应对微网接入的

策略体系研究微网是以分布式发电为根底的复杂供能网络，相对于大电网存在着并网运行、解列独立运行、重新并网等多种运行状态。大规模接入必将对大电网的稳态潮流分布、暂态故障电流分布产生重大影响，主要表达在以下五方面：相互作用机理协同规划运行策略保护体系市场交易22MicroGridMicroGridMicroGridMicroGridMicroGridMicroGridMicroGrid微网静态模型同传统节点有较大的不同

微网内大量电力电子装置，惯性时间常数很小，降低了系统旋转储能调压调频设备难以适应大规模微网接入系统，如何改造以适应微网接入各种分布式电源的性能差异及微网的独立/并网两种运行方式导致配网内电能质量问题更加复杂高渗透率微网对大电网影响分析需要根本的理论支撑。微网与大电网作用机理23应对高渗透率下含微网电网的电压稳定性研究高渗透率下含微网电网频率稳定性研究高渗透率下微网接入对电网功角稳定的影响研微网对电网的电能质量影响及治理对策微网的典型故障特征研究电网与微网故障时的相互作用机理研究2323高渗透率下含微网的大电网协同规划设计分布式电源的随机性增大了负荷预测的难度

需要考虑未来微网接入，原规划流程不再适用对配电网结构发生深刻影响高渗透率下含微网的配电网中长期负荷预测高渗透率下含微网的电网电源规划高渗透率下含微网的配电网网架规划高渗透率下含微网的配电网无功优化高渗透率下含微网的配电网评价体系

应对原有的将配电网作为无源系统进行规划的方法已不再适应微网环境下的系统规划要求。242424含高渗透率微网的大电网运行微网内部电源出力一方面受天气等影响，另一方面在一定程度上也受用户或业主控制，给大电网调度带来困难微网自身具有能量管理系统，只根据本地信息进行管理，需要与大电网进行协调微网本身又是一个可控单元，电网可以对其进行调度，这也为电网运行控制提供了灵活性高渗透率下含微网的电网短期负荷预测新算法高渗透率下含微网电网调度技术与规范的改进措施，优化调度方法微网EMS与电网EMS的协调配合机制，高渗透率下含微网的电网运行方式的快速分析与决策方法高渗透率下含微网的电网电能质量检测、分析理论和综合控制方法微网与电网平滑并网与分离的方法与控制策略含微网的电网黑启动技术，电网故障情况下微网穿越运行，微网电源故障或退出情况下，电网对微网的紧急支援等方案的理论与技术

微网的接入，既给电网运行带来了更高的复杂性，也为大电网运行控制增加了灵活性。25应对2525微网内电源暂态特性不同，馈入配网短路电流特性复杂

分布式可再生能源电源运行方式多变，大电网故障检测及保护整定困难配网成为多电源复杂网络，使用传统单电源辐射网的电流保护存在灵敏度低，保护范围小，甚至失去选择性等问题微网与外部电网保护缺乏配合微网影响电网保护系统评价体系高渗透率微网接入后，传统保护系统的适应性问题和技术改造方法研究含高渗透率微网的电网保护基础理论、构建模式、整定配合原则微网解列和故障穿越运行的基本原则，以及电网、微网保护的协调配和机制

微网的接入，对大电网的故障特性、保护构建模式带来了深刻的影响。

高渗透率下包含微网的大电网保护策略26应对2626用户将拥有发电能力向供电公司售电，甚至提供辅助服务对供电的成本产生直接影响，使成本的分摊问题也变得复杂微网并网运行时参与主网竞争，对原有的电力市场交易模式产生影响内部需要市场机制在电力市场不同的发展阶段，微网接入后产生的问题在电力市场环境下，建立不同类型微网的经济模型微网接入后对原有的电能交易模式的影响含微网的电力市场的市场机制与竞价策略微网接入后与电网运营系统的协调与匹配问题研究鼓励可再生能源参与电力市场竞争的政策激励机制

微网可能使电力公司和用户之间形成一种新型关系，对电力市场产生深刻的影响。微网与大电网的电能交易模式27应对27微网政策和管理机制微网标准体系研究微网相关前瞻性外延技术及要求结论大电网应对微网接入的策略体系研究微网核心技术框架微网研究意义及定义1234567目录21目前国际上仅有“IEEE1547分布式电源〔DG〕与电力系统互连系列标准〞中的1547.4号标准涉及微网内容，但该标准尚为草案稿，没有正式出版。与微网相关的标准主要有各国分布式电源并网运行标准、电能质量标准等.第五章微网标准体系研究2829国内相关标准29我国目前尚无分布式电源并网标准。与微网相关主要有：电能质量标准、光伏和风电的并网标准以及配电网相关标准国内相关标准风电并网配电网相关标准光伏并网电能质量GB19964-2005GB19939-2005GB20046-2006GB19963-2005GB14549-1993GB15945-2021GB12325-2021GB18481-2001GB15543-2021GB17625.6-2003Q/GDW156-2006GB50293-1999GB14285E-2006GB50052-199530微网标准体系设备规范设计标准独立运行标准并网运行标准交换功率小于10MW的微网交换功率大于10MW的微网对微网的各组成元件进行规定设备标准设计标准对微网的组成、微电源控制方式、能量管理、保护以及通信系统设计等进行规定独立运行标准规范独立运行时微网发电和负荷管理、电压/频率控制、运行稳定性、安全保护与控制、冷负荷启动、监测和通信、电能质量、安装与测试等并网运行标准按其与配电网交换功率的不同分为小于10MW的微网与大于10MW的微网并网标准我国的标准体系3131微网政策和管理机制微网标准体系研究微网相关前瞻性外延技术及要求结论大电网应对微网接入的策略体系研究微网核心技术框架微网研究意义及定义1234567目录213232发达国家尚未制定针对微网的政策与管理制度，现有政策与管理都是关于分布式发电的。补贴配电运营商由于分布式电源而增加的成本和减少的利润通过多种途径对分布式电源用户进行补贴33积极配合可再生能源法等，推进微网市场化运营标准微网并网合理有序，保证电网平安稳定运行核准微网所有权、经营活动及建设各方资质33343434微网的准入制度微网的并网管理微网所有者的资质微网所有权和经营活动的模式问题微网的并网审批管理制定微网相关标准35并网费，由微网用户一次性支付

系统使用费，周期性支付

35微网的接入增加了电网公司的资本和运营支出补偿电网公司的本钱电量上网准入上网电价微网电量上网?可再生能源法?及其他相关法规3636微网政策和管理机制微网标准体系研究微网相关前瞻性外延技术及要求结论大电网应对微网接入的策略体系研究微网核心技术框架微网研究意义及定义1234567目录2137前瞻性技术在微网中的应用正在研究、发展的电气工程及其他领域的前沿性技术在微网中新的应用模式和技术微网的前瞻性外延作用微网自身对于大电网、或对电网之外的其他领域产生技术经济性能影响的新应用模式和技术