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智能电网中微电网优化调度综述
智能电网是一种智能技术系统，它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电，同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源，例如太阳能、风能，燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统，供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。
微电网是一种新型的网络结构，是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，使传统电网向智能网络的过渡[1]。
1、微电网的组成及结构
微电网是由多种分布式电源（既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机；又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等），再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活，可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点（PCC）与大电网连接，采用并网运行模式；还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时，在公共连接节点（PCC）处与大电网断开，采用孤岛运行模式。
典型的微电网结构如图1-1所示。它是由热电联产源（CHP）如微型燃气轮机、燃料电池，非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器（MC）连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点（PCC）连接到配网中进行能量交换，双方互为备用，提高了供电的可靠性[2]。

图1-1典型的微电网结构
2，微电网电源的组成及特性
微型电源的类型多种多样，包括风力发电机组、太阳能光伏电池、微型燃气轮机、燃料电池和蓄电池等。
2.1风力机组发电
在各种新能源利用过程中，风力发电是最重要的一种形式。风力发电是通过天然风吹动风机叶片带动发电机转子旋转而发电。风力发电系统主要由风力机、齿轮箱、发电机、电力电子接口、变压器等主要部分组成。风力发电机(WT)发出的电能是经风能转化而来。风力发电机通过利用叶轮旋转将风的动能转化为机械能，然后叶轮通过机械驱动力系统带动发电机，发电机再将机械能转化为磁场的能量，并最终转化为电能。
风电的输出功率与风速大小有直接关系，具有明显的间歇性和随机性。当风速小于风力发电机组的切入风速时，发电机组不工作，即不发电；当风速大于切入风速后，发电机组开始并网发电，此时风机机组的输出功率随着风速的增大而增大；当风速增大到风力发电机组的额定风速时，其输出功率基本稳定在发电机组的额定输出功率。当风速继续增大至超出切出风速时，风力机组将抱闸停机，以保护风力机组不被大风损坏。
2.2太阳能光伏发电
光伏发电技术直接将光能转化为电能，根据太阳电池半导体材料的光伏效应，产生直流电能。太阳能发电技术主要包括了太阳能光伏发电和太阳能热发电，在微电网中，主要采用太阳能光伏发电。按照运行方式的不同，光伏发电系统分为独立运行系统和并网运行系统。独立光伏发电系统是指仅依靠太阳能电池供电的光伏发电系统。并网光伏发电系统是将太阳能电池发出的直流电逆变成交流电，与电力网并联运行，该方式下可避免了安装储能蓄电池，节省费用。
太阳能光伏发电（PV）的基本原理是利用太阳能电池（一种类似于晶体二极管的半导体器件）的光生伏打效应，当光照射到太阳能电池上时，在其PN结两端就会产生电压，从而将太阳的辐射能转变为了电能。太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳能电池，即光伏电池。光伏电池的运行特性与光照强度和光伏电池的运行温度直接相关，而光照强度和运行温度的随机性与波动性较大，这使得光伏电池的发电输出功率持续变化。光伏电池输出功率与短路电流随着光照强度的增强而成比例增大，开路电压随着光照强度的增强而缓慢增大，开路电压和输出功率与环境温度成反比，短路电流随着环境温度的上升而缓慢增加。因此，光伏电池是一种间歇性极强的分布式电源，它不具备有功输出的调节能力，因此也就无法满足微电网电压和频率调节功能。
2.3微型燃气轮机发电
可再生能源技术和热电联产技术是分布式能源技术的两个重要分支。可再生能源利用技术力求“开源”，而热电联产技术重在“节流”。热电联产与可再生能源在技术上彼此独立，而在应用当中优势互补，集中体现了分布式能源的特点和优势。微型燃气轮机正是热电联产在微电网中的一个重要应用。
微型燃气轮发电机组由微型燃气轮机、燃气轮机直接驱动的内置式高速逆变发电机和数