22、微电网系统的系统-of-系统框架与控制策略解析

微电网系统的系统-of-系统框架与控制策略解析

在当今的能源领域，分布式发电（DG）正逐渐成为传统集中式发电的重要补充。经济挑战、技术进步和环境影响等因素，促使电力运营公司寻求更灵活、高效且环保的能源解决方案。DG 不仅能为局部负载供电，减轻主输电系统的压力，还能利用分布式能源（DES），如光伏（PV）面板、风力涡轮机（WT）等，实现能源的多元化和可持续发展。然而，DG 在连接间歇性可再生能源和分布网络薄弱区域时，面临着诸多技术问题。为了解决这些问题，微电网（MG）的概念应运而生。

1. 分布式发电与微电网的概念

分布式发电系统（DGS）通过微型涡轮机、往复式发动机和燃料电池等设备，将燃料转化为电能，并利用废热为客户提供热能和电力。此外，分布式能源（DES）如光伏面板、风力涡轮机以及储能设备（如电池和电容器）的加入，为未来的能源生产和分配做出了重要贡献。同时，DG 显著降低了碳排放，满足了许多国家减少碳足迹的承诺。

微电网（MG）是一种低压网络或分布式能源系统，它利用发电机和负载为特定区域提供热能和电力。MG 具有独立运行的能力，在发生故障时可以与主电网隔离。如果采用适当的控制技术，MG 可以提高电能供应的可靠性。MG 通常由微型涡轮机、WT、燃料电池、PV 电池等能源组成，这些能源通过电力电子转换器与主电网连接，在配电网络中表现为一个单一的单元。

2. 微电网的运行模式

微电网主要有两种运行模式：并网模式和孤岛模式。
- 并网模式 ：在并网模式下，MG 遵循配电网络的规则，不参与主电力系统的运行。这种运行方式对于电力系统的稳定运行至关重要。在该模式下，MG 可以从主电网吸收电力，也可以向