人类社会快速的提升的现阶段，能源紧缺问题越来越突出，因此开发新能源是现如今环境污染与能源紧缺的必然选择。对此，介绍微电网的结构，对微电网的优势做多元化的分析，总结了微电网的推广问题，探讨了基于微电网的分布式光伏发电技术，阐述了分布式系统的结构与工作模式、分布式光伏发电系统并网运行中存在的控制问题，提出了基于微电网的分布式光伏发电技术要点，以期可以在一定程度上完成光伏发电结构的合理调整，促进我国可再次生产的能源的可持续发展。

  近年来，社会经济发展的速度逐渐加快，石油化学工业能源被过度开发利用，随之引发能源危机问题。基于该背景，新能源技术应运而生，更多公司开始关注与应用新能源发电技术，如光伏太阳能发电、风力发电等。新能源发电虽可有效解决能源危机问题，然而因为该技术本身存在发电间歇性问题，尤其是并网过程中*易导致电网形成电力波动现象，影响电能质量和发电量。因此，提出微电网的概念，其核心在于多微电源同时供电，相互补充电源，可满足小范围的电力供应目标。分布式光伏发电的微电网结构如图1所示。

  微电网即微网，是电压等级为400V或10kV的一种现代化网络结构，也是负载与保护设施、能源转换装置、分布式电源以及储能装置等构成的发电、配电系统。从根本上说，微电网对于形式烦琐、数量较多的分布式电源并网问题解决力度较大，达到分布式电源*效应用的目标。

  静态开关、分布式电源、功率电子设备以及储能设备等要素共同组成微电网，其中分布式电源指的是负载周边分布的一种电力，主要将其分成2种，即非再次生产的能源、可再次生产的能源。储能设备主要为飞轮储存、*级电容量和蓄电池等。在电网有效功率*于负载要求的情况下，就会存储剩余电量，以维持电力供需平衡。微电网孤网运行时，可调节储能设备频率，从而为微网运行提供保障。

  基于该情况，微电网的能源利用率可超过80%。由此能够看出，世界能源互联网下的微电网存在*大的发展优势。然而，与传统电网相比，微电网起步比较晚，也有很多坏因，其发展受到很多制约因素的影响，如分布式电源具有较*成本，有待逐步提升运行和保护技术标准；电能存储和生产*须依照负载需求调整，且微电网市场监管制度也不完善，有待从立法层面进一步优化。

  作为用途*为广泛的分布式光伏发电系统，其结构包括独立发电与并网发电2类。分布式光伏发电系统产生之初多是用于微波中继站、太空飞船、电视差转台以及通信系统等区域。近年来，慢慢的变多的领域开始推广应用太阳能光伏并网发电，主要为家庭屋顶光伏发电、城市交通或照明等。

  独立光伏发电系统也被叫作离网光伏发电系统，为太阳能电池的能量转化系统，由热辐射与光产生能量。通常来说，单独太阳能发电一定要配备能量存储设备，电池是应用*多的设备。同时，需要配备控制器，最大的作用是避免蓄电池过度放电，或者过度充电。在直流电源中，应用的独立广电系统核心部件主要为蓄电池组、防反充二*管、电池方阵以及控制器等。

  太阳能光伏系统的主要特征在于，通过并网逆变器转化直流电成*流电，进而保证交流电能够与公共电网实现有效连接，向广大住户提供更多电力，多余电量直接输送至电网。在太阳能电池低电量的情况下，有必要做好电力网补充工作。并网光伏系统的示意如图2所示。

  光伏发电系统的工作机理在于，通过太阳能电池所具有的光生伏打效应，太阳能电池板将太阳光中的光能转换为电能供应给客户。太阳能电池板、配电室、防雷系统、汇流箱以及逆变器等是太阳能电池板的重要组成部分。此外，因为太阳的单位体积内的包含的能量较低，所以要求有较大的光电转换效率，并且要使用汇流箱来降低光电转换效率。由于光伏太阳能电池所产生的电属于直流电，因此还*须要有一个逆变器来将直流电变成*流电。同时，为了确认和保证在雷暴天气下对发电系统中的核心部件，如电池面板、逆变器等进行防护，也*须进行初步的防雷设计。具有低压负载的室内配电场所统称为配电室，能够为低压用户分发电能。由于分布式光伏发电系统通常在10kV之下，因此只需要设置一个低压配电室即可。除此之外，还*须在电力供应上安装一些能量存储单元，或是将总系统接入电力网络，才能确保电力供应的稳定，如此便构成一个完备的发电和用电体系。光伏发电原理如图3所示

  若分布式光伏发电系统没配备相应的蓄电池，则需将其并入电网，以确保该光伏发电系统的供电可靠性。分布式光伏发电有多能量来源、多并网逆变器等特性，所以应最大限度地考虑影响并网控制的相关因素。此外，因分布式光伏发电系统能源产生多借助并网逆变器，且并网运行期间需要*点注意耦合机理，所以涉及控制并网协调性能问题，应注重在运行过程中协调控制逆变器的电压和频率，以合理地动态分配其运行负荷。

  通常情况下，分布式光伏发电的电能输出主要为直流电，然而用户端负载多用交流电。若要使用光伏发电所输出的电能，则需要转化直流电为特定频率的交流电，由此就需要应用逆变器。但是，并网运行过程中，正常运行时的逆变器会产生直流分量与谐波，会污染到电网，影响电网得电能质量。特别是电网直接连接用户侧负载时，就算直流分量与谐波非常小，也会极度影响到用户的用电端口负载，造成设备不能顺利或正常运行，导致设备遭到损坏。除此之外，在用户负载中有大量感性负载的情况下，接入分布式光伏发电系统会大幅度的降低功率因数cos，导致电机等感性负载无法正常运行，甚至会加大发热量。以上情况产生的根本原因在于，分布式光伏发电系统大多只输出有功功率，还有可能是电网无功功率补偿装置不匹配光伏发电系统。因此，若想有效控制光伏发电系统的电能质量，借助可调节功率因数cos，可以对三电平组串逆变器进行输出，也可通过并联电容器实现动态无功补偿的配置，有效改善并网连接中出现的光伏发电电能输出质量问题。

  由于分布式光伏发电系统的发电能源为太阳能，而太阳能会因为各地气候、地理位置等外部因素而存在一定随机性，而且光伏发电的核心部件即太阳能电池板的单位体积内的包含的能量相比来说较低，相比传统电网，太阳能电池板的网络结构存在一定不同。基于以上因素，在电力系统规划过程中，应*准预估本地可再次生产的能源的分布情况，同时评估负载的可用性、随机性和合理性。对要进行光伏发电的地区进行现场调查，详细调查和研究当地的电网、客户的用电负荷，进而决定在当地的地区设置相应的分布式光伏发电装置，防止负载过或某一个电网单元负载过大，有效提升地方电网运行的安全性、可靠性。

  Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的*进经验，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统和充电站的接入，*进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电站运作时的状态及健康情况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再次生产的能源应用，提*电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提*电力设备正常运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。

  微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。

  系统可应用于城市、*速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再次生产的能源系统监控和能量管理需求。

  本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：

  微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运作时的状态，实时监测光伏、风电、储能、充电站等各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：相电压、线电压、三相电流、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。

  系统应可以对分布式电源、储能系统来进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。

  系统应可以对储能系统进行状态管理，可以依据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。

  微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电站及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。

  子界面最重要的包含系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电站信息、通讯状况及一些统计列表等。

  本界面用来展示对光伏系统信息，最重要的包含逆变器直流侧、交流侧运作时的状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据来进行展示。

  本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线储能系统PCS参数设置界面

  本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。

  本界面用来展示对BMS的参数进行设置，最重要的包含电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。

  本界面用来展示对PCS电网侧数据，最重要的包含相电压、电流、功率、频率、功率因数等。

  本界面用来展示对PCS交流侧数据，最重要的包含相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。

  本界面用来展示对PCS直流侧数据，最重要的包含电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。

  本界面用来展示对PCS状态信息，最重要的包含通讯状态、运作时的状态、STS运作时的状态及STS故障告警等。

  本界面用来展示对BMS状态信息，最重要的包含储能电池的运作时的状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。

  本界面用来展示对电池簇信息，最重要的包含储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的电压、温度值及所对应的位置。

  本界面用来展示对风电系统信息，最重要的包含逆变控制一体机直流侧、交流侧运作时的状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据来进行展示。

  本界面用来展示对充电站系统信息，最重要的包含充电站用电总功率、交直流充电站的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电站的运行数据等。

  本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。

  2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；

  4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知有关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。

  应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线曲线统计报表

  具备定时抄表汇总统计功能，用户都能够自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的发电、用电、充放电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。

  本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。

  可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况做管理、控制、数据的实时监测。系统维护人能通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，进而选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。

  应可以在系统出现故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变动情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是不是正确动作、提*电力系统安全运行水平有着及其重要的作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。

  分布式光伏发电技术与微电网技术迅猛发展的现阶段，逐步扩大了分布式光伏设备的实际应用场景范围，且并网能力也随之得到提升。未来发展中，还会促进扩充太阳能应用与发展的空间，为供电领域提供更多能源，*终推动社会经济的可持续发展。