一．目的及意义

1.选题的背景和意义

随着国民经济的不断发展，人们对于电力的需求是不断增加的且对于电能质量的要求也日益提高。随着电网规模的日益扩大，超大规模电力系统的控制越来越复杂，以至于难以保证灵活多样化用户的用电可靠性。特别是当遇到大灾难时, 迫切希望能够实现对重要交通枢纽、重要通信枢纽等一级负荷的可靠供电。此外， 由于人们对煤、石油、天然气等能源的过度开采利用，这些不可再生能源的储量 日趋锐减，与此同时，这些能源的使用严重破坏了自然生态环境，造成了温室效应、大气污染等严重问题。在这样的背景下，太阳能、风能等无污染、可再生能源得到了社会的普遍关注，这将会为人类的可持续发展和缓解能源危机做出重大贡献。

但是，太阳能发电功率受温度、光照等外界环境的影响比较大，其输出的功率是不断波动的，特别是当外界环境发生剧烈变化的时候，将会给电网以较大的冲击。另外，太阳能等分布式能源对大电网来说是不可控的，为了降低分布式电源对电力系统的负面影响，IEEE P 1547规定：分布式电源单独并网时，如果电力系统发生故障，分布式电源必须马上退出运行这样也必将限制分布式电源的充分利用。为了克服分布式电源的这些缺点，尽可能的充分利用新能源，进一步提高电力系统的灵活经济性，满足用户更高的可靠性需求，学者们提出了微电网的概念。

微电网是一种新型网络结构，是一组由微电源、负荷、储能系统和控制装置 构成的系统单元。微电网是一个能够自我控制、调节的系统，既可以与大电网并网运行，当大电网发生故障时又可以脱离电网孤岛运行；通过控制储能系统，微电网能够实现功率的“自给自足”，能够降低风、光等新能源能量对大电网的冲击，从而可以较好的利用新能源能量；微电W还能够根据电网调度或用户痛耍实现能量的双向流动，是未来智能电网的重要组成部分：微电网发电装置电压等级低、 距离负荷较近，因此线路损耗小，输电设备投入成本较低。通过以上对微电网特点的描述，可以看出微电网能够解决新能源发电并网难和现有电网存在的一些问题，是传统电网向智能电网的过渡，因此对微电网的研究具有非常重要的意义。

而光储充直流微电网就是微电网实现的一种具体方式。但是这种方式也有自己的两面性，光伏发电确实能在一定程度上节约能源并保护环境，但是微电网中的PV发电功率有限，加之光伏发电的时效性和负载使用时间区段问题，在有些环境中可能不能满足负载的需求，因此需要大电网和储能装置的辅助。因此为了响应节约能源的号召，好的能量管理策略是必要的。

2. 微电网的国内外研究现状和发展前景

(1)美国微电网的研究现状

微电网的概念最早是由美国威斯康星大学麦迪逊分校的教授Lassetcr提出的, 不久之后，电力可靠性解决方案协会(CERTS)出版白皮书，明确提出了微电网的结构与概念。CERTS提出的微电网的容量—般都小于等于500kW,主要应用电力电子技术控制各个微电源配合工作，实现对微电网的灵活、智能控制，最终形成了“即插即用”与“对等”的控制理念。目前，美国CERTS微电网的理论成果已经在实验平台上得到初步验证。美国微电网的基本结构如图1-1所示:

(2)欧洲微电网的研究现状

欧洲在2005年提出了“智能电网”计划，该计划主要考虑了电力市场要求、电能质量及环保等问题，并在2006年推出了该计划具体的实现方案。作为2020年 及以后欧洲电网的发展目标，该计划具有灵活性、可接入性、经济性和可靠性， 提髙电力系统的稳定程度，满足各种用户的不同需求，加大对新能源的利用。欧盟科技框架计划是一个规模很大的官方综合性科研与开发计划，在第五科 技框架计划中，专门拨款450万欧元用于微电N的研究资助，这个项R获得了具 有影响力的研究成果。在第六科技框架汁划中，向微电网研究资助金额增至850万欧元，再次加大了对微电网的研究，并且这个计划吸引了 ABB、西门子等大公 司的加入。第七科技框架计划正在进行中，此计划提出了欧盟未來电力的发展愿 景：建立以集中式电站和微电网为主体的智能电网。欧洲微电网结构图如图1-2所示。

(3)我国微电网的研究现状

我国的微电网研究现在还处于起步阶段，分布式发电技术在我国电力网络中 所占比例还比较小，但是随着电力负荷的不断增加以及电力电子技术和分布式发电技术的快速发展，微电网技术在我国将会有很好的发展前景。现在国内的高校正致力于研究微电网并取得了很多研究成果。除此以外，还有很多其他的高校和研究所对于微电网的能最管理、控制策略等方面进行深入的研究。

(4)日本微电网的研究现状

由于日本能源缺乏、负荷较大，近期发生的核泄漏事件增加了日本对于核电发展的顾虑，促使日本发展太阳能和风能等可再生能源。微电网具有距离本地 负荷较近、可以通过储能装置降低可再生能源功率波动性等特点，进一步促进了曰本微电网的发展#8226;新能源工业技术发展组织(NEDO)正在大力支持微电网的建设，主要包括含有多种分布式电源的区域电网、含多个分布式发电的配电网和进行功率控制的并网光伏和风力发电系统。

（5）光储充直流微电网的发展前景

众所周知，我国已经成为全球最大的电动汽车市场，但我国充电基础设施建设严重不足，这个问题也成为电动汽车大规模推广和充电基础设施快速发展的一大瓶颈。