一、从分布式发电到微电网

一般认为，分布式发电(Distributed Generation, DG)指为满足终端用户的特殊要求、接在用户侧附近大的小型发电系统。分布式电源(Distributed Resource, DG)指分布式发电与储能装置(Energy Storage,ES)的联合系统(DR=DG ES）。DG规模一般不大，通常为几十千瓦至几十兆瓦，所用的能源包括天然气(含煤气层、沼气)、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源；而ES主要为蓄电池，还可能采用超级电容、飞轮储能等。分布式发电技术是充分开发和利用可再生能源的理想发生，它具有清洁环保、投资小和发电方式灵活等优点，可以对未来大电网提供有力有效支撑和补充，是未来电力系统的重要发展趋势之一。

分布式电源尽管优点突出，但本身存在一些问题。例如，分布式电源单机接入成本高、控制困难等。同时由于分布式电源的随机波动性及不可控性，其渗透率的提高也增加了对电力系统稳定性的负面影响^[4]。分布式电源相对大电网来说是一个不可控电源，因此目前的国际规范和标准对分布式电源大多采取限制、隔离的方式来处理，以期减小其对大电网的冲击。IEEE P1547标准规定：当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行，大大限制了其效能的充分发挥。为协调大电网与分布式电源间的矛盾，最大限度地发掘分布式发电技术在经济、能源和环境中的优势，在21世纪初学者们提出了微电网的概念。

随着新型技术的应用，尤其是电力电子接口和现代控制理论的发展，微网出现了。微网将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，同时向用户供给电能和热能。基于微网结构的电网调整能够方便大规模的分布式能源(DER)互联并接入中低压配电系统，提供一种充分利用DER发电单元的机制。

二、国内外研究现状及发展趋势

目前，对微电网的研究，人们已经做了大量的工作，其中最有代表的是美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)提出的微电网结构。国际上对微型电网的定义各不相同。美国电气可靠性技术解决方案联合会给出的定义为：微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量的转换；微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必需的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。欧盟微电网协会给出的定义是：利用一次能源；使用微型电源，分为不可控、部分可控和全控三种，并可冷、热、点三联供；配有储能装置；使用电力电子装置进行能量调节。中国科学院电工研究院结合我国电网的实际状况，给出定义：发电系统类型可为微型燃气轮机、内燃机、燃料电池、太阳能电池、风力发电机、生物质能等；系统容量为20kW～10MW；网内的用户配电电压等级为380V，或者包括10.5kV；如与外部电网进行能量交换，电压等级由微电网的具体应用等情况而定。

国外对微电网继电保护的研究还只是停留在理论研究阶段^[17]。微电网有并网运行和孤岛运行两种模式,微电网通过PCC与公共电网相连，PCC处的静态开关及其相应的继电保护特性的定义是微电网继电保护的一个难点。它必须能够准确判断电网的各种故障并迅速作出反应，决定微电网是否需要进入孤岛运行^[14]，实现微电网这两种运行模式间的平滑切换；微电网的另一个难点就是，在孤岛运行故障电流小的情况下给微电网配置充分的保护。

目前，国内对微电网继电保护的研究取得一定的进展，但与欧洲、美国及日本等由研究机构、制造商和电力公司组成的庞大研究团队相比，我国在研究力量和取得成果上仍存在较大差距。目前国内尚无统一、规范的微电网体系技术标准和规范，很大程度上影响了微电网技术的研究和示范工程的建设；微电网技术的发展与先进的电力电子技术、计算机控制技术、通信技术紧密相关。根据微电网的特殊需求，需要研究使用的电力电子技术并研制一些新型的电力电子设备。

三、微电网继电保护研究意义

分布式发电和微电网的出现使得放射式的配电网络变为一遍布电源和用户互联的网络，潮流不再从变电站母线单向流向负荷。配电网的这种变化使得电网各种保护定值与保护机理都发生了较大变化。另外由于微电网的容量较小，当系统发生故障时，其故障电流小，基于电力电子设备的微电网短路电流被限制在2倍额定电流以内，原有的一些保护机理和方法不一定适用于微网，必须寻求新的保护和控制原理。