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分布式发电与微电网及其关键技术

刘业胜【摘要】首先对分布式发电及微电网技术以及其发展的意义进行了阐述，并对分布式发电和微电网发展过程中面临的问题和有关的关键技术进行了介绍.

【期刊名称】《电气开关》

【年(卷)，期】2013(051)004

【总页数】4页(P14-17)【关键词】分布式发电;微电网;关键技术;储能;并网;控制;保护【作者】刘业胜【作者单位】中科华核电技术研究院，深圳518124

【正文语种】中文

【中图分类】TM71自动19世纪末期，世界上诞生首个发电企业以及电力网以来，受制于电力能源的单一性以及发电设备的高成本，长期以来作为一种稀缺资源，建设规模更为广泛以及强大的电力网，一直是世界电力的发展趋势以及研究热点。但是近年来在火力、水力等常规发电技术仍然作为主角的同时，风能、太阳能、潮汐能、生物质能等新型能源不断兴起，引发了世界能源及电力范围内一次新的革命，尤其是随着近年来世界范围内的几次大面积停电，使人们逐渐意识到大电网具有一定的脆弱性，一旦出现故障影响范围广，严重影响人们正常的生产及生活，基于以上种种原因分布式发电及微电网技术作为一种新的发电及电网模式近年来受到更多重视及研究。分布式发电通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电、燃料电池发电等，往往以新能源发电技术为主。

目前对微电网尚未形成统一的定义，一般来讲，微电网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

首先它是一个可孤立运行的小型发配新系统，在不与外界连接的情况下，通过自身的分布式电源（可以是常规发电设备，也可以是新型清洁能源）发电并通过内部供电网实现对内用各用户的供电，并可将多余的电能通过储能装置进行储能，以便于在用电高峰或者设备故障时作为后备电源使用，配电网内还需具备相应的电力保护及监控设备，以便于在供电系统内部出现短路等故障时，及时切除故障，防止事故扩大影响网内用电及设备安全，同时还可以通过内部的能量管理系统，对各用户的用电进行调度管理。

其次，还可以是一个能够与外电网点连接的子网，在满足各种并网条件下，可以与夕卜部主网连接，以实现外部电能输入至内部，或者内部电能向外卜部主网输送的功能。分布式发电作为一种发电形式存在已久，如我们所常用的应急柴油发电机组，即一种分布电源。近年来，随着风力发电、太阳能光伏发电等技术的发展，赋予了分布式发电另一种更为广泛的含义。由于分布式发电技术具有独特的环保性、经济性以及发电灵活性，引起人们越来越多的关注，大电网与分布式发电相结合被世界许多能源、电力专家公认为是能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的主要方式，同时也是21世纪电力工业的发展方向。随着分布式发电技术的研究和应用深入，分布式发电有望在电能生产中占有越来越大的比重，并对电力系统产生重大的影响。

微电网作为一个概念最早在20世纪90年代被提出，最初是由美国电力可靠性技术解决方案协会提出，但是在很长一段时间内基本处于理论研究阶段，其大力发展要在最近几年，特别是随着分布式发电技术的发展以及近年来多次发生的电网崩溃及事故的影响，各国都加大了对微电网相关技术的研究，其中以美国、欧洲、日本的研究和应用最为先进，同时目前也有越来越多的微电网示范及商运项目开始陆续投入运行，作为电网的有益补充，微电网技术应用潜力巨大。

与传统集中式能源系统相比，分布式发电及微电网技术具有许多优势：

首先，大力发展分布式发电及微电网技术，有助于清洁能源以及各种新能源技术发展，大大提高新能源的利用率，解决目前新能源发电过剩的困难。据不完全统计2012年国内光伏发电行业产能过剩严重，90%的多晶硅厂家停产，风电行业也有50%的产能过剩，造成上述产能过剩的原因除了与目前国际国内环境有关外，与分布式发电和微电网技术的发展及应用有关，如果能够大力发展微电网技术，从局部实现新能源发电的能量利用，将会在很大程度上解决新能源的使用问题。

提高电力系统的安全冗余度。自电力系统产生以来，发展广泛大电网技术一直是相关科研以及应用技术研究的方向，但是从近年来发生的多次电网大面积停电事件发生以来，给人们的生产生活造成了严重的不利后果，人们开始逐渐意识到大电网的脆弱性，而大力发展微电网技术将可以有效的解决目前大电网存在的问题，作为一种补充电源，在大电网出现故障的情况下，微电网仍然可以有效的孤网运行，满足重要及关键负荷的供电问题。

⑶分布式发电和微电网技术的发展在加大各类可再