微電網的基本組成及運行詳解

微電網的基本組成包括以下幾個部分：

電源：在所有微電網系統中，基本的組成部分是電源。電源要滿足微網內負荷的需求，例如容量，以及其他技術層面、經濟層面的種種考慮。其中，分佈式光伏受到廣泛關注。尤其是近年來光伏電池模塊價格的下降，讓基於分佈式光伏的微網的經濟可行性上升。

對於位於偏遠地區的基於光伏的微網來說，挑戰主要來自系統的維護和儲能系統的要求。一方面，當暴露在高溫高溼的環境中時，光伏電池的性能會下降。另一方面，由於能量來源（太陽光）具有間斷性，儲能設備便必不可少，而它的投資佔系統支出的很大一部分，對系統經濟性影響較大，並且光伏電池裝機容量越大，儲能系統容量也要相應增大。

除了分佈式光伏，常見的能量來源還包括：分佈式風能，燃料電池，微型渦輪機，往復式內燃機，以及其他分佈式發電技術（小型水電，小型潮汐發電，小型波浪發電，地熱發電，分佈式核能發電等）。

電力管理系統：電力管理系統主要負責電力從電源輸送到用電設備。具體功能包括：一是，將電源處各形式的電能轉換成符合出所需要的形式，例如使用逆變器將光伏產生的直流電轉換成通常負荷所需要的50Hz交流電。二是，作為儲能設備的界面，來使微網內的電力供需達到平衡。現代微網通常融入了軟件和控制系統，例如智能電錶，從而實現微網的高效和穩定運行。

儲能系統：儲能系統對微網的重要性不言而喻。它可以讓微網實現內部的電力供需平衡，從而維持電壓和頻率的穩定。也可保證用戶的用電需求隨時能得到滿足。微網系統中常見的儲能設備為：電池，燃料電池+電解池，超級電容以及飛輪等。

用電設備：微網中用電設備的電力來源是系統中全部的發電和儲能設備。綜合考量用電設備是很有必要的，因為它們決定了用電負荷在微網中的位置，相應地也會影響發電裝機容量以及對儲能系統的要求。

對外連接：微網通常與大電網相連，從而實現之間的電力交換。這種類型的微電網在校園和醫院中十分常見。此外，電網的發展趨勢之一是使用先進的監測和控制系統，將很多個微電網連接起來。

微電網存在兩種典型的運行模式：正常情況下微電網與常規配電網併網運行，稱為聯網模式;當檢測到電網故障或電能質量不滿足要求時，微電網將及時與電網斷開而獨立運行，稱為孤島模式。兩者之間的切換必須平滑而快速。微電網相對於外部大電網表現為單一的受控單元，並可同時滿足用戶對電能質量和供電安全等方面的要求。微電網內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，並提供必要的控制。

（1）併網運行

併網運行就是微電網與公用大電網相連，微網斷路器閉合，與主網配電系統進行電能交換。光伏系統併網發電。儲能系統可進行併網模式下的充電與放電操作。併網運行時可通過控制裝置轉換到離網運行模式。

（2）離網運行

離網運行也稱孤島運行，是指在電網故障或計劃需要時，與主網配電系統斷開，由DG、儲能裝置和負荷構成的運行方式。儲能變流器PCS工作於離網運行模式為微網負荷繼續供電，光伏系統因母線恢復供電而繼續發電，儲能系統通常只向負載供電。

從應用場景上來說，併網運行的微電網主要集中於城市電網當中。離網運行的微電網主要集中於海島、西北偏僻地區以及山村等環境相對惡劣，用電條件不便的地區。

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