3 微电网的基本组成

电源：在所有微电网系统中，基本的组成部分是电源。电源要满足微网内负荷的需求，例如容量，以及其他技术层面、经济层面的种种考虑。其中，分布式光伏受到广泛关注。尤其是近年来光伏电池模块价格的下降，让基于分布式光伏的微网的经济可行性上升。

对于位于偏远地区的基于光伏的微网来说，挑战主要来自系统的维护和储能系统的要求。一方面，当暴露在高温高湿的环境中时，光伏电池的性能会下降。另一方面，由于能量来源（太阳光）具有间断性，储能设备便必不可少，而它的投资占系统支出的很大一部分，对系统经济性影响较大，并且光伏电池装机容量越大，储能系统容量也要相应增大。

除了分布式光伏，常见的能量来源还包括：分布式风能，燃料电池，微型涡轮机，往复式内燃机，以及其他分布式发电技术（小型水电，小型潮汐发电，小型波浪发电，地热发电，分布式核能发电等）。

电力管理系统：电力管理系统主要负责电力从电源输送到用电设备。具体功能包括：一是，将电源处各形式的电能转换成符合出所需要的形式，例如使用逆变器将光伏产生的直流电转换成通常负荷所需要的50Hz交流电。二是，作为储能设备的界面，来使微网内的电力供需达到平衡。现代微网通常融入了软件和控制系统，例如智能电表，从而实现微网的高效和稳定运行。

储能系统：储能系统对微网的重要性不言而喻。它可以让微网实现内部的电力供需平衡，从而维持电压和频率的稳定。也可保证用户的用电需求随时能得到满足。微网系统中常见的储能设备为：电池，燃料电池+电解池，超级电容以及飞轮等。

用电设备：微网中用电设备的电力来源是系统中全部的发电和储能设备。综合考量用电设备是很有必要的，因为它们决定了用电负荷在微网中的位置，相应地也会影响发电装机容量以及对储能系统的要求。

对外连接：微网通常与大电网相连，从而实现之间的电力交换。这种类型的微电网在校园和医院中十分常见。此外，电网的发展趋势之一是使用先进的监测和控制系统，将很多个微电网连接起来。

微电网存在两种典型的运行模式：正常情况下微电网与常规配电网并网运行，称为联网模式;当检测到电网故障或电能质量不满足要求时，微电网将及时与电网断开而独立运行，称为孤岛模式。两者之间的切换必须平滑而快速。微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制。

（1）并网运行

并网运行就是微电网与公用大电网相连，微网断路器闭合，与主网配电系统进行电能交换。光伏系统并网发电。储能系统可进行并网模式下的充电与放电操作。并网运行时可通过控制装置转换到离网运行模式。

（2）离网运行

离网运行也称孤岛运行，是指在电网故障或计划需要时，与主网配电系统断开，由DG、储能装置和负荷构成的运行方式。储能变流器PCS工作于离网运行模式为微网负荷继续供电，光伏系统因母线恢复供电而继续发电，储能系统通常只向负载供电。

从应用场景上来说，并网运行的微电网主要集中于城市电网当中。离网运行的微电网主要集中于海岛、西北偏僻地区以及山村等环境相对恶劣，用电条件不便的地区。

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