《“十四五”現代能源體系規劃》提出，積極發展以消納新能源為主的智能微電網，實現與大電網兼容互補；在具備條件的農村地區、邊遠地區探索建設高可靠性可再生能源微電網；鼓勵具備條件的重要用戶發展分布式電源和微電網。大電網與微電網同步發展被寫入能源規劃，從體制層面規劃了我國電網未來運行的嶄新場景。

微電網（Micro-Grid，MG）由分布式電源（分布式光伏、分散式風電、燃氣輪機、電化學儲能、超級電容等）、用電負荷（重要、可調等不同類負荷）、能量管理系統（監控、保護和自動化裝置）等組成，是一個能夠基本實現內部電力電量平衡的供用電系統。

微電網應用場景主要有：有離岸或孤島用能需求的偏遠地區、大電網較弱或用能成本較高的地區、對用能穩定性和用電質量需求較高的園區。

微電網示意圖

微電網特征

1.1 微型

微電網電壓等級一般在35kV以下；系統規模一般在兆瓦級及以下；與終端用戶相連，電能就地利用。

1.2 清潔

微電網內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的發電形式。

1.3 自治

微電網內部電力電量能實現基本自平衡，與外部電網的電量交換一般不超過總電量的20%。

1.4 友好

微電網對大電網有支撐作用，可以為用戶提供優質可靠的電力，能實現并網/離網模式的平滑切換。

微電網運行狀態

微電網具有并網和離網兩種運行模式，以及兩種模式切換中的暫態切換狀態。

2.1 并網模式

微電網系統與電網互聯，進行電能交換的狀態。

2.2 離網模式

微電網與公共電網連接斷開，微電網系統實現內部用能自平衡狀態。

2.3 暫態切換狀態

微電園與電網在連接或斷開瞬間的狀態，系統需要減少暫態切換帶來的擾動，保證頻率電壓的穩定性。

微電網經典結構

微電網的控制策略

微電網分為三層控制，在離網模式下微電網常用的控制模式是主從控制和對等控制。

微電網的狀態與控制分層

3.1 主從控制模式

微電網主從控制模式是微電網孤島運行時，一個分布式電源或儲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）控制的運行模式。當微電網并網時，由大電網提供對其電壓和頻率的支撐，所有分布式電源按設定功率輸出，最大化利用可再生能源。

當微電網處理孤島模式運行時，系統失去了大電網的電壓和頻率支撐，需要一個分布式電源采用定電壓定頻率控制，以維持系統穩定運行，稱為主控單元，相應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。

優點：控制策略簡單，只對主控制電源有維持系統f/U的需求。

缺點：主控制器要求高，需要進行全局信息收集與調度，對通訊系統要求高，一旦主控電源發生問題可能整個系統宕機。

3.2 對等控制模式

微電網對等控制模式是指微電網中所有分布式電源在控制上具有同等的地位，不存在主和從的關系，各控制器根據分布式電源接入系統點的電壓和頻率進行就地控制，共同參與系統的有功和無功功率分配，并共同為微電網提供穩定的電壓和頻率支撐。

優點：即插即用，穩定性提升。負荷變化由多個電源共同承擔，一個微電源的變化不影響整體系統的穩定性。

缺點：對可控電源的容量和數量比主從控制要求多。

微電網的能量管理策略

微電網能量管理通常有基于邏輯規則的控制策略和多時間尺度滾動經濟調度算法。

微電網發展態勢

美國、歐盟、日本等國家和地區對微電網的研究和建設起步較早，已取得了一些成果。我國對于微電網的研究起步較晚，在關鍵技術上和歐美仍有差距，目前國內對于微電網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的落地，國內的微電網示范項目逐漸增多，越來越多企業加入到微電網技術的研發中，智能微電網逐漸成為行業新熱點。

編輯：黃飛

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