1.5　智能微電網的關鍵技術

智能微電網包括發電、輸電、儲電、配電和用電的全過程，具有內部分布式電源種類多樣、孤島運行和并網運行兩種模式等眾多獨特的特點。因此，必須要有一系列相關技術保證智能微電網能夠穩定、高效、可靠運行，并最大可能地提高分布式發電的滲透率，發揮出分布式電源的潛力。智能微電網的關鍵技術包括智能微電網的規劃與設計、運行與控制、通信與能量管理、保護與接地、電能質量與儲能方面的技術。

1.5.1　智能微電網的規劃與設計技術

智能微電網的規劃與設計方面的關鍵技術包括：智能微電網結構、分布式電源的優化組合、負荷預測、規劃評價等方面的技術。

在進行智能微電網系統的規劃與設計時要根據區域內用電負荷及可用能源和資源情況，綜合考慮相關智能微電網設備的運行與響應特性、初期投資與運行維護費用、能源的利用效率、環境友好程度及系統控制策略等因素，通過優化計算確定智能微電網的結構和分布式發電單元的配置，實現整個智能微電網的可靠性、安全性、經濟性、環境友好性等多個目標。

1.5.2　智能微電網的運行與控制、通信與能量管理技術

（1）智能微電網的運行與控制方面的關鍵技術包括：自動控制的結構和體系、無縫切換、黑啟動、接入點控制、自動發電、頻率控制（獨立運行時）等方面的技術。

（2）智能微電網通信方面的關鍵技術包括：智能微電網計量模式與通信模式切換、通信控制規約、各種通信接入方式及接口等方面的技術。

（3）智能微電網能量管理方面的關鍵技術包括：智能微電網經濟調度、多元能量優化管理、融合能量管理和需求側管理、聯合調度等方面的技術。

1.5.3　智能微電網的保護與接地方面的技術

（1）智能微電網保護方面的關鍵技術包括：故障特征分析與計算、保護原理與配置、保護間協調、反孤島策略及其與保護間的協調技術、發電機和負荷容量對保護的影響等。

（2）智能微電網接地方面的關鍵技術包括：適用于智能微電網的接地系統、分布式電源接地方式及接地電極種類等方面的技術。

1.5.4　智能微電網電能質量與儲能方面的技術

（1）智能微電網電能質量方面的關鍵技術包括：智能微電網電能質量問題特殊性與產生機理、檢測及分析、綜合控制與治理等技術。

（2）智能微電網儲能方面的關鍵技術包括：儲能對智能微電網穩定運行的作用機理與控制方法、分布式儲能的規劃設計等技術。

1.5.5　分布式發電技術

1.適應光伏發電的電力電子變換器技術

目前常用的光伏并網逆變器大多采用DC-DC-AC的雙級結構。這是因為光伏陣列提供的直流電壓普遍低于要求的交流輸出電壓，而DC-AC變換電路中，應用最廣泛的全橋逆變器和半橋逆變器，瞬時輸出電壓總低于輸入電壓，只能實現降壓變換。為此，一般在橋式逆變電路前增加一級可升壓變換的DC-DC變換電路，將輸入直流電壓升高。雙級結構的光伏并網逆變器雖然能夠靈活適應各種輸入/輸出電壓指標，還具有更高的自由度等級（即更多的可控變量），可同時實現多種功能（例如，電氣隔離、最大功率點跟蹤、無功補償、有源濾波等），但功率級的數量增多，將降低整體的效率、可靠性和簡潔程度，增加系統開銷。為此，目前逆變器研究的一大發展趨勢，就是直接將多功率級的系統架構整合為單級系統，即所謂單級逆變器。

2.網絡拓撲結構及其優化配置技術

包括太陽能在內的可再生能源的能量密度低、隨機性強，由其構成的分布式發電系統的網絡拓撲結構與傳統的集中式發電系統的網絡結構有顯著的區別。因此，應根據對當地可再生能源的分布預測、隨機性與可用性評估、負荷水平評估，提出基于可再生能源的分布式發電系統的網絡拓撲；研究分布式發電系統中母線電壓的形式（交流或直流）、大小、頻率（對于交流形式）等物理量的選擇方法；提出該分布式發電系統中對太陽能光伏發電單元、風力發電單元、多元復合儲能單元（含飛輪、超級電容器和蓄電池）的容量配置方法，以降低系統成本；研究分布式發電系統中各種電力電子變換器的配置及其輸入/輸出電壓、功率等級的選擇。

3.分布式發電系統并網控制技術

由于分布式發電系統具有多能量來源、多變流器（主要是逆變器）并網的特點，因此必須對其并網控制進行研究。包括：針對具有多能源多并網逆變器的分布式發電系統，研究其并網運行時相互耦合影響的機理和并網協調控制問題；研究獨立運行時多個逆變器的電壓和頻率的協調控制，以實現動態和穩態負荷的合理分配；研究合適的并網、獨立控制模式和協調一致的切換控制策略；研究柔性并網、暫態過程以及分布式發電系統對電網或本地負荷的沖擊影響等問題；開展適合并網逆變器的無盲區孤島檢測方法和防偽孤島技術研究。

4.分布式發電系統的能量管理技術

針對分布式電源（Distributed Resources，DR）的隨機性、分布式發電單元的投切和負荷變化、敏感負荷對供電可靠性和電能質量高要求、分布式發電系統附近配電線路擁塞、分布式發電系統與電網之間的供購電計劃等問題，研究分布式發電系統各種運行模式下分布式發電單元、儲能單元與負荷之間的能量優化，以滿足經濟運行的要求；針對分布式發電系統并網和故障解列時的能量變化，研究分布式發電系統運行模式變化時的能量調度策略，以滿足分布式發電系統運行模式切換的要求。

5.光伏系統的安全性和可靠性技術

在分布式發電系統的相關并網規范中，對各發電單元的端口特性提出了具體的要求。為此，需要分析分布式發電系統的穩態及動態特性，包括不同分布式發電單元以及分布式發電系統并網端口特性。穩態情況下主要包括：有功、無功、電壓、頻率和諧波等特性，考慮到分布式發電系統高度隨機性，還要研究這些特性隨時間的變化規律。例如：并網逆變器的直流分量注入問題；光伏并網單元的對地漏電流問題；孤島及其檢測技術問題。