微电网国内外研究现状综述.pdfVIP

微电网国内外研究水平综述 微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助 手段，所以分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。随着电网中 分布式发电系统数量的日益增多，尤其是基于可再生能源的并网发电装 置在分布式发电系统中应用的日益广泛，随着世界科技的不断进步，当 今电网的负荷越来越大，随之而来的是问题不断的增多。解决当今电力 系统中存在的诸多问题已经成为研究者们头等的问题。 长期以来，电力系统向大机组、大电网、高电压的方向发展。进入 20 世纪80 年代，各种分散布置的、小容量的发电技术又开始引起人们 的关注，经过20 多年的发展，分布式发电已成为一股影响电力工业未 来面貌的重要力量。 1) 应对全球能源危机的需要。 随着国际油价的不断飙升，能源安全问题 日益突出，为了实现可持 续发展，人们的目光转向了可再生能源，因此，风力发电、太阳能发电 等备受关注，快速发展并开始规模化商业应用，而这些可再生能源的发 电大都是小型的、星罗棋布的。 2) 保护环境的需要。 CO2 排放引起的全球气候变暖问题，已引起各国政府的高度重视， 并成为当今世界政治的核心议题之一。为保护环境，世界上工业发达国 家纷纷立法，扶持可再生能源发电以及其他清洁发电技术 (如热电联产 微型燃气轮机) ，有利地推动了DG的发展。 3) 天然气发电技术的发展。 对于天然气发电来说，机组容量并不明显影响机组的效率，并且天 然气输送成本远远低于电力的传输，因此比较适合采用有小容量特点的 DG。 4) 避免投资风险。 由于难以准确地预测远期的电力需求增长情况，为规避风险，电力 公司往往不愿意投资大型的发电厂以及长距离超高压输电线路。此外， 高压线路走廊的选择也比较困难。这都促使电力公司选择一些投资小、 见效快的DG项 目来就地解决供电问题。 在国际上，DG 的发展方兴未艾。在美国，1978 年修改了 《公共事 业法》，以法律的形式要求各电力公司接受用户的小型能源系统，特别 是热电机组并网;2000 年，热电联产装机容量已占总装机容量的7 %， 预计到2010 年将 占其总装机容量的14 % ;2008 年，风力发电装机容量 达2500 万kW ;太阳能装机容量达87 万kW。欧洲在世界上最早开始应用 DG。目前，丹麦、芬兰、挪威等国的DG容量均已接近或超过其总发电装 机容量的50 % ;欧洲DG 应用规模最大的德国，2008 年末风电装机容量 达到2300 万kW ，太阳能发电装机容量达540 万kW。 我国应用的DG 原来主要以小水电为主，风电、光伏发电等起步相对 较晚。2003 年以来，国家强力推进节能减排，颁布了 《可再生能源 法》并制定了一系列促进可再生能源利用与提高能效技术发展的政策。 到2008 年底，我国风力发电装机容量达到1200 万kW ，跃居世界第三 位;光伏发电装机容量达到14 万kW。 近年来，各国政府对能源安全与环境问题高度重视。美国、欧盟都 提出2020 年应用可再生能源 占总能源消费的比例超过20 % ;我国也制定 了2020 年应用可再生能源 占消费总能源的比例达15 %的目标。目前， 各国可再生能源发电容量在总发电装机容量中的比例远低于这些 目标， 可见DG的发展空间巨大。 目前，风力发电等可再生能源发电的成本还远高于常规燃煤发电， 只有国家实行优惠的税收政策并给予一定的财政补贴，才能调动投资者 发展DG 的积极性。其次，DG 并网技术也是制约DG发展的重要因素，因 此，智能电网的提出，从技术上为解决这一问题创造了条件。 1. 微电网在美国的发展 美国CERTS最早提出了微电网的概念, 并且是众多微电网概念中最 权威的一个。美国CERTS提出的微电网主要由基于电力电子技术且容量 小于等于500KW的小型微电源与负荷构成,并引人了基于电力电子技术的 控制方法。电力电子技术是美国CERTS微电网实现智能、灵活控制的重 要支撑, 美国CERTS微电网正是基于此形成了 “即插即用” plug and play与 “对等”(peer and peer)的控制思想和设计理念。美国CERTS对 其微电网的主要思想及关键问题进行了描述和总结, 系统地概括了美国 CERTS微电网的定义、结构、控制、保护及效益分析等一系列问题。目 前, 美国CERTS微电网的初步理论研究成果已在实验室微电网平台上得