2025-06-17
微电网（Micro-Grid）是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量等方面。它由各种分布式电源/微电源、储能单元、负荷以及监控、保护装置组成的集合；灵活的运行方式和可调度性能，即能在并网运行和孤岛（自主）运行2种模式间切换 ；通过相关控制装置间的协调配合，可以同时向用户提供电能和热能；通常接在低压或中压配电网络中；集发电、储能、用电于一体，支持交流（AC）、直流（DC）甚至高频交流（HFAC）混合运行。
一、核心特点
系统设计、无缝孤岛、黑启动、频率与电压控制、系统平衡、优化可再生能源。
二、核心优势
增强的可靠性与韧性
● 孤岛运行能力： 这是微电网最核心的优势之一。当主电网（大电网）因故障、自然灾害（飓风、地震、野火）或人为破坏而停电时，微电网可以自动或手动切换到“孤岛模式”，依靠其内部的分布式能源（DERs）继续为本地关键负荷供电。
● 关键设施保障： 为医院、数据中心、军事基地、应急避难所、通信设施、水处理厂等关键基础设施提供不间断电力供应，保障生命线服务和业务连续性。
● 快速恢复： 在极端事件后，微电网可以作为电网恢复的“锚点”，更快地恢复局部供电，甚至帮助主电网恢复（黑启动能力）。
提升电能质量
● 电压和频率稳定： 微电网内部的先进控制系统可以更精细地调节本地电网的电压和频率，减少电压暂降、暂升、闪变和谐波等电能质量问题，满足对电能质量要求高的敏感负荷（如精密制造、实验室设备）的需求。
● 本地化控制： 问题可以在本地快速解决，无需等待远方调度中心的响应。
经济性与成本优化
● 峰谷电价套利： 在电价低谷时（如夜间）利用储能充电或运行成本较低的本地发电机，在电价高峰时（如午后）优先使用本地能源或放电，减少高价购电。
● 减少需量电费： 通过本地发电和储能，平滑或削减用电高峰，显著降低基于峰值功率需求收取的需量电费。
● 减少输配电费用： 本地发电就地消纳，减少对主电网输配电设施的依赖和相应成本。
● 优化资产利用： 更有效地利用本地分布式能源资产（如光伏、风机、储能、CHP）。
● 参与电力市场： 规模较大的微电网可以作为聚合单元，参与辅助服务市场（如调频、备用）或能量市场，通过提供服务获取额外收益。
促进可再生能源整合与环保
● 本地消纳： 为本地分布式可再生能源（太阳能光伏、风能）提供高效消纳的平台，减少弃风弃光现象，最大化利用清洁能源。
● 提高渗透率： 微电网的智能控制能力（结合储能和灵活负荷）可以解决高比例可再生能源接入带来的间歇性、波动性问题，使得在局部区域接入更高比例的可再生能源成为可能。
● 减少碳排放： 通过增加清洁能源使用、提高能源利用效率（如热电联产CHP）以及减少化石燃料发电机的运行时间（尤其在孤岛模式下），显著降低温室气体和污染物排放。
支持主电网
● 提供辅助服务： 可以向主电网提供调频、电压支撑、旋转备用等有价值的辅助服务，增强主电网的稳定性和效率。
● 缓解阻塞： 在电网传输容量受限的区域，本地微电网发电可以减少对主干网的电力输送需求，缓解线路阻塞。
● 延缓电网投资： 通过满足本地增长的电力需求，微电网可以减少或延缓主电网在输配电设施上的扩容或升级投资。
能源独立性与自主性
● 减少对外部电网依赖： 提高本地用户的能源自给自足能力，降低受主电网波动、价格飙升或供应中断的影响。
● 偏远地区供电： 为电网难以到达或延伸成本过高的偏远地区、岛屿提供经济可靠的电力解决方案。
延缓基础设施升级
对于配电网老化或负荷增长过快的区域，部署微电网可以作为一种替代方案，在满足新增负荷需求的同时，延缓或避免昂贵的传统电网升级改造。
二、技术突破：AC vs DC微电网如何选？
未来趋势：混合微电网（AC+DC）将成主流，兼顾灵活性与高效性！
四、微电网发展的驱动力
政府驱动
● 国家安全
公共事业驱动
● 减少排放，更可持续，更弹性，新一代公共事业传递商业模型
● 应对停电事故
工业驱动
● 提高光伏、储能竞争力
● 客户要求快速响应
● 数字经济要求更高电能质量
卫生保健业驱动
● 安全：保护患者和重要电子记录
● 可靠性：失去电网后的紧急电源恢复
数据中心驱动
● 储能：减少、替换UPS需求
● 孤岛能力：停电后为负荷保持电力
高等教育驱动
● 形成大用户供电合同
● 已存在发电机等昂贵资产
● 停电和电力干扰会影响仪器，甚至使研究倒退
● 支持绿色能源理念及教学工具，展现高校实力
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