电力知识科普｜微电网
电力知识科普｜微电网
《“十四五“ 现代能源体系规划》提出，积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网兼容互补；在具备条件的农村地区、边远地区探索建设高可靠性可再生能源微电网；鼓励具备条件的重要用户发展分布式电源和微电网。
大电网与微电网同步发展被写入能源规划，从体制层面规划了我国电网未来运行的崭新场景。
01
什么是微电网？
微电网（Micro-Grid）指由分布式电源、负荷、储能、变配电和控制系统构成的小型电力系统。
微电网，麻雀虽小，五脏俱全。它是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治电力系统，具备完整的发电、配电和用电功能，能够有效实现网内的能量优化。
02
微电网和大电网有什么不同？
微电网不是“迷你版大电网”！
微电网是相对传统大电网的一个概念，传统大电网主要是单向交互，电能从发电厂通过输电线路一层层地到达用户，微电网是双向交互的模式，可以就地发电、就地平衡，取得能源使用效率的最大化。
微电网在功能、结构和运行方式上与传统大电网存在较大区别：
■ 微电网主要是以分布式电源为主、利用储能系统和控制装置进行调节来满足负荷需求。
■ 微电网支持独立组网运行，在大电网发生故障时可以迅速切断与大电网的电气联系，依靠自身能力继续向重要负荷供电。
■ 微电网的规划设计主要是根据综合用能、资源分布和现有网络状况，确定最优的系统建设方案，满足用电的经济性、可靠性和环保性要求。
因此，不论从节能环保还是降本增效的角度，微电网都提供了新的解决方案。
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传统大电网建设技术十分成熟的当下
为什么进行微电网建设？
建设微电网，可以有效消纳新能源，解决各种分布式电源并网运行时的主要问题。
太阳能、风能等可再生能源发电具有较强的间歇性和随机性，受环境影响较大，经常出现电压和频率不稳定的情况，易对大电网造成严重冲击。现有研究表明，将分布式电源以微电网的形式接入到电网中并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式电源效能的有效方式。
微电网与大电网是相辅相成的，尤其在大电网没有覆盖的地区可以发挥更大的作用，以弥补大电网的不足。
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微电网有什么作用？
■ 就近消纳，提高能源效率。微电网内部的电来自天然气、光伏及风电等分布式能源。一般情况下微电网的容量较小，电源较为分散且靠近负荷，可以实现分布式能源的就地消纳、就地平衡，同时也可以和大电网进行能量交换，互为辅助。
■单点连接，减少对大电网冲击。微电网与电网系统之间电能交换，是通过微电网与电网系统的公共连接点连接，避免了多个分布式电源与电网系统直接连接。微电网主要用于区域内部的供电，不向外输送或输送很小的功率，对电网系统的影响可以忽略不计。
■提高供电可靠性，解决电能需求。微电网采用先进的控制方式以及大量电力电子装置，将分布式电源、储能装置、可控负荷连接在一起，使得它对于电网系统成为一个可控负荷，并且可以施行并网和独立两种运行方式，充分维护了微电网和大电网的安全稳定运行。
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微电网的分类有哪些？
宏观上分类：微电网大致有两种类型，分别是独立型和并网型。
① 独立型微电网就是可单独建设、运行的供电方式，和外部电网没有关系，独立型微电网可以保证微电网内发电和供电的平衡，实现电网内供电的稳定性。
② 并网型微电网是和外部电网一起联网运行，当外部电网出现故障，这个时候要和外网断开，这样才可以控制网内的电源和储能系统，让重要用电负荷的供电可以正常。
微观上分类：微电网有以下五种类型。
① 直流微电网：分布式电源、储能装置、负荷等均连接至直流母线，直流网络再通过电力电子逆变装置连接至外部交流电网。直流微电网通过电力电子变换装置可以向不同电压等级的交流、直流负荷提供电能，分布式电源和负荷的波动可由储能装置在直流侧调节。
② 交流微电网：分布式电源、储能装置等均通过电力电子装置连接至交流母线。目前交流微电网仍然是微电网的主要形式。通过对PCC处开关的控制，可实现微电网并网运行与孤岛模式的转换。
③ 交直流混合微电网：既含有交流母线又含有直流母线，既可以直接向交流负荷供电又可以直接向直流负荷供电。
④ 中压配电支线微电网：以中压配电支线为基础将分布式电源和负荷进行有效集成的微电网，它适用于向容量中等、有较高供电可靠性要求、较为集中的用户区域供电。
⑤ 低压微电网：在低压电压等级上将用户的分布式电源及负荷适当集成后形成的微电网，这类微电网大多由电力或能源用户拥有，规模相对较小。
06
微电网可以应用在哪些场景？
目前微电网以并网型为主且具有多种表达名称，每种表达名称其实就对应着一种运行场景，例如“源网荷储一体化”、“光储充（放/检）”、“光储数”、“零碳产业园区”等；但是百变不离其宗，本质上都是以一个相对封闭的园区/社区/大院/加油站/充电站/数据中心为依托，结合该场景用电负荷水平、周边新能源开发条件和电网条件，通过新建分布式新能源、新型储能、电力电子设备等装置，形成一个稳定可靠的区域性综合智慧能量管理体系。
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