微网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的

网络，并通过静态开关关联至常规电网，微电网是智能电网在用户端的重要存在形式。微电网既可

以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电

系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。

智能电网框架下的微电网主要特征是包含了分布式电源、储能装置、能量转换以及相关负荷监控保

护装置等。

(一)分布式电源

1.分布式电源概述。

分布式电源装置是指功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源(包括光伏、风电

、水电)。这些电源由电力部门、电力用户或第3方所有，用以满足电力系统和用户特定的要求。

现阶段我国的能源方式仍以集中供能系统为主，分布式能源的发展并不能取代传统的能源供应方式

，将是集中供能系统的有益补充。因此，在我国可再生能源发电模式将是集中发电远距离输电与分

布式发电相结合的方式。截至2012年底，我国已并网投产的分布式电源1.56万个，装机容量3436万

kW，其中分布式水电2376万kW，世界第一；余热、余压、余气资源综合利用和生物质发电近年来增

长迅速，装机871万kW，分布式光伏是未来发展的重点，前景非常可观。

2.分布式发电接入对电网的影响。

为了鼓励和规范分布式电源的发展，国网公司企业标准《Q/GDW480-2010分布式电源接入电网技术

规定》于2010年8月2日发布并实施。该标准适用于国家电网公司经营区域内以同步电机、感应电机

、变流器等形式接入35kV及以下电压等级电网的分布式电源接入电网应满足的技术要求。标准中明

确了分布式电源接入系统的原则，规定了公共连接点处分布式电源并网容量限制；短路电流限制；

并网推荐电压等级等。且对功率控制和电压调节也进行了规定。

为了规范分布式电源的准入条件，减小大规模分布式电源接入后对电网造成的冲击，国家电网公司

规定了分布式电源接入电网应遵循的基本原则：

(1)并网点的确定原则为电源并入电网后能有效输送电力并且能确保电网的安全稳定运行。

(2)当公共连接点处并入一个以上的电源时，应总体考虑它们的影响。分布式电源总容量原则上不

宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%。

(3)分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不宜低于10。

(4)分布式电源接入电压等级宜按照：200kW及以下分布式电源接入380V电压等级电网；200kW以上

分布式电源接入10kV(6kV)及以上电压等级电网。经过技术经济比较，分布式电源采用低一电压等

级接入优于高一电压等级接入时，可采用低一电压等级接入。

分布式电源通常接入配电网(主要是不接地、经消弧线圈接地系统，为单电源辐射型供电网络)，由

于传统配电网的设计并未考虑分布式电源的接入。在并入分布式电源后，网络的结构发生了根本变

化，将从原来的单电源辐射状网络变为双电源甚至多电源网络。潮流不再单向地从变电站母线流向

负荷。DG并网运行对配电网的影响主要有以下几个方面：电网电压及频率；电能质量；继电保护装

置；配电网管理系统。

3.分布式发电对配电网保护的影响。

(1)对低压电网原有继电保护的影响。分布式电源接入电网将提供一定大小的短路电流，对低压电

网原有继电保护整定有一定影响，分布式电源的接入应充分考虑公共连接点的短路容量。考虑分布

式电源提供的短路电流后，原有继电保护原则上无需更换，一般情况下只需修改相应定值即可。如

分布式电源提供的短路电流较大，可在原有继电保护装置上加装方向元件即可解决误动的问题。若

由于分布式电源接入使得公共连接点允许的短路电流超过规定限值时，分布式电源需考虑增加限流

阻抗。

分布式发电接入电网后对继电保护产生的影响有如下几个方面：改变原有继电保护的保护范围；原

有继电保护流过逆向短路电流时，由于无相应的方向元件，可能误动；使得重合闸不成功；影响继

电器之间的配合关系；增加的短路电流可能超过断路器的开断容量，造成设备损坏。

(2)对上一级电网继电保护的影响。为防止逆流对上一级电网产生较大的影响，导致上一级电网需

要在继电保护设置等方面做出大范围的调整，分布式电源所产生的电力电量尽量在本级配电区域内

平衡，为次国网公司特别规定了分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负

荷的25%，避免了分布式电源向上一级电网倒送电力。该限值的取值主要根据区域内负荷峰谷差估

算分布式电源所产生的电力能在本供电区域内全部平衡掉，从而保证了分布式电源的输出不会对上

一级电网运行造成大的影响。

(3)分布式电源自身须配置继电保护装置。分布式电源应配置继电保护和安全自动装置，保护功能

主要针对电网安全运行对电源提出保护设置要求确定，包括低压和过压、低频和过频、过流、短路

和缺相、防孤岛和恢复并网保护。分布式电源不能反向影响电网的安全，电源保护装置的设置必须

与电网侧线路保护设置相配合，以达到安全保护的效果。

为了介绍分布式电源的继电保护装置，须特别介绍孤岛的概念。孤岛是这样一种状态，即一部分电

网已经从电气

上与电网的公共部分隔离，而同时这部分电网仅由一个或多个分布式电源在相应的公共连接点处提

供电源。孤岛运行的危害主要有以下三点：
 

第一，危及电网线路维护人员和用户的生命安全。由于继电保护装置的动作使此部分电网与公共电

网隔离开，此时线路检修人员可能误认为线路已无电而发生触电事故，而实际上分布式电源仍在继

续向电网线路供电。

第二，干扰电网的正常重合闸。一般配电网所配保护均带有自动重合闸功能，如果在分布式电源未

脱离电网之前重合，则会引起电弧重燃，造成重合失败，影响电网恢复正常运行的时间。因此，目

前分布式电源自身所带保护必须与线路保护做好配合，即在重合闸动作之前使DG脱离电网，避免影

响电网的正常重合闸。

第三，孤岛内的电压和频率无保障，可能引起用户设备损坏。孤岛形成之后，由于规模较小，发电

机出力和用户负荷很难做到匹配，电压调整能力也很可能不足，因此孤岛内的电压和频率基本处于

失去控制状态，极有可能导致用户设备的损坏。

为此，须保证在电网线路跳开后，由分布式电源所配继电保护装置检测到异常的电压和频率后自动

跳开与电网脱离。对于同步电机、异步电机类型分布式电源，其运行特性已经使其不可能在孤岛情

况下运行，无需再专门设置防孤岛保护，电网失压后的切除时间只需要与线路保护相配合即可保证

系统安全稳定运行；而变流器类型分布式电源，受其运行控制特性影响，孤岛后有可能继续向电网

线路送电，必须设置专门的防孤岛保护，以防止孤岛运行的出现，保证检修人员的人身安全和设备

的运行安全，其防孤岛保护需要与电网侧线路保护相配合。变流器的防孤岛控制有主动式和被动式

两种，主动防孤岛保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻

抗变动等判断准则；被动防孤岛保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化率等

判断准则。

(二)储能是微电网的重要元素

储能系统作为微电网中必不可少的部分，发挥了至关重要的作用。

微电网可被看作电网中的一个可控单元，它可以在数秒钟内反应来满足外部输配电网络的需求，增

加本地可靠性，降低馈线损耗，保持本地电压，保证电压降的修正或者提供不间断电源。

1.储能技术在微电网中的作用。

(1)提供短时供电。微电网存在两种典型的运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在正常情况

下，微电网与常规配电网并网运行；当检测到电网故障或发生电能质量事件时，微电网将及时与电

网断开独立运行。微电网在这两种模式的转换中，往往会有一定的功率缺额，在系统中安装一定的

储能装置储存能量，就能保证在这两种模式转换下的平稳过渡，保证系统的稳定。在新能源发电中

，由于外界条件的变化，会导致经常没有电能输出(光伏发电的夜间、风力发电无风等)，这时就需

要储能系统向系统中的用户持续供电。

(2)电力调峰。由于微电网中存在大量的分布式电源，其负荷量不可能始终保持不变，并随着天气

的变化等情况发生波动。另外一般微电网的规模较小，系统的自我调节能力较差，电网及负荷的波

动就会对微电网的稳定运行造成十分严重的影响。为了调节系统中的峰值负荷，就必须使用调峰电

厂来解决，但是现阶段主要运行的调峰电厂，运行昂贵，实现困难。储能系统可以有效地解决这个

问题，它可以在负荷低落时储存电源的多余电能，而在负荷高峰时回馈给微电网以调节功率需求。

储能系统作为微电网必要的能量缓冲环节，其作用越来越重要。它不仅避免了为满足峰值负荷而安

装的发电机组，同时充分利用了负荷低谷时机组的发电，避免浪费。

(3)改善微电网电能质量。近年来人们对电能质量问题日益关注，国内外都做了大量的研究。微电

网要作为一个微源与大电网并网运行，必须达到电网对功率因数、电流谐波畸变率、电压闪变以及

电压不对称的要求。此外，微电网必须满足自身负荷对电能质量的要求，保证供电电压、频率、停

电次数都在一个很小的范围内。储能系统对于微电网电能质量的提高起着十分重要的作用，通过对

微电网并网逆变器的控制，就可以调节储能系统向电网和负荷提供有功和无功，达到提高电能质量

的目的。对于微电网中的光伏或者风电等微电源，外在条件的变化会导致输出功率的变化从而引起

电能质量的下降。如果将这类微电源与储能装置结合，就可以很好地解决电压骤降、电压跌落等电

能质量问题。在微电网的电能质量调节装置，针对系统故障引发的瞬时停电、电压骤升、电压骤降

等问题，此时利用储能装置提供快速功率缓冲，吸收或补充电能，提供有功功率支撑，进行有功或

无功补偿，以稳定、平滑电网电压的波动。利用储能系统来解决诸如电压骤降等电能质量问题。当

微电网与大电网并联运行时，微电网相当于一个有源电力滤波器，能够补偿谐波电流和负载尖峰；

当微电网与大电网断开孤岛运行时，储能系统能够很好地保持电压稳定。