户用混合微电网系统的研究

陈德志

摘要：文章就户用混合微电网模型进行研究探讨，介绍了风、光、蓄、市电互补的户用型交直流混合微电网系统工作原理，并尝试建立一套户用混合微电网系统：并网运行时该系统优先利用分布式能源发电，为负荷提供充足电力的同时还能将富余电力输送到市电，不仅节能减排，而且用户可以获取可观的经济利益。

关键词：混合微电网；分布式能源；并网运行；孤岛运行

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0127-02

全球气候变暖，环境问题日益凸显，电力需求日渐增大，加之今年出台的政策打破分布式电源并网的瓶颈。在我国，微电网在家庭中的应用存在着巨大的潜力。目前，电力已是家庭生活中不可或缺的组成部分。微电网有即发即用，减少网损的优势。因此，研究建立一整套户用混合微电网系统模型对为用户营造更加安全、可靠的用电环境，提高电能利用率具有重大意义。基于此本文尝试建立这样一套户用混合微电网系统：并网运行时该系统优先利用分布式发电，为负荷提供充足电力的同时还能将富余电力输送到市电，不仅节能减排，而且用户可以获取可观的经济利益；孤岛运行时，分布式电源与备用蓄电池组为负荷提供持续电力。

1 户用混合微电网的特性

户用混合微电网由直流微电网和交流微电网构成，实现风、光、蓄、市电互补。具有以下特性：

（1）该系统能够实现并网运行和孤岛运行无缝切换。并网运行时，当光伏、风力发电充足时，不仅能够满足负荷用电需求，用户还能通过卖电获取一定的经济利益；当市电出现故障时，即无缝切换到孤岛运行，由蓄电池继续供电，满足负荷用电需求。

（2）直流微电网系统和交流微电网系统相辅相成。直流微电网系统和交流微电网系统除了为本系统内的负荷供电之外，而且可以通过交、直流微电网之间的“桥梁”DC/AC相互供电。以满足多类型负荷的用电需求，提高供电可靠性。

2 户用混合微电网的工作原理

系统并网运行时，市电系统为整个系统起电压支撑的作用。风力发电通过风力变流器AC/AC输出380V的交流电，供家庭交流负载使用。另外，光伏发电经光伏控制器DC/DC，输出恒定48V直流电，一部分为家庭直流电器供电，例如笔记本电脑、手机、数码相机等，一部分存储到备用蓄电池组中，其他部分电能通过逆变器DC/AC与交流网络相连，通过能量管理系统，实现了风、光、蓄、市电互补，有效提高了电能的利用率。假如在光照和风力都充足时，除可满足负荷的电力需求，剩余电力可输送到电网中，用户可从中获利。假如遇到大风阴雨天气，光伏发电不足，风力发电相对充足时，由风力发电为交流负荷和直流负荷供电，备用蓄电池组作为补充。反之，若光伏发电充足而风力发电不足情况时，光伏发电通过光伏控制器为直流负荷供电，并将富余电力一部分储存在蓄电池中，一部分通过逆变器DC/AC为交流负荷供电。当处于无光且无风的特殊天气情况下，由市电直接为负荷供电，蓄电池由能量管理系统适当为负荷供电。

若市电出现故障，迅速断开断路器CB1，此时的微电网系统处于孤岛运行状态。逆变器无缝切换到孤岛运行模式，由蓄电池为交流微电网系统提供电压支撑，这种情况下依然能够充分利用分布式能源发电。

若市电和交流微电网都出现故障时，断开断路器CB4。此时，由光伏发电、光伏控制器DC/DC、蓄电池、直流负荷构成的直流微电网系统离网运行。通过微型调压装置，实现为多种直流负荷供电。确保在无市电情况下仍然能够确保用户的照明、通信等日常需求，提高了供电可靠性。

3 结语

国家政策的大力支持以及化石能源的日益紧张，分布式发电越来越受关注。本文根据交、直混合微电网的特性，探讨建立一种户用型混合微电网系统，该系统能够实现并网运行与孤岛运行无缝切换，确保用户拥有可靠的电力供应，提高供电可靠性。同时该系统拥有交直流两种供电端口为交直流电器提供相应的电力，减少交直转换的电能损耗，有效提高了电能的利用率。户用混合微电网系统实现了风、光、蓄、市电互补，为用户营造了更加安全、可靠的用电环境。

参考文献

[1] 徐青山.分布式发电与微电网技术[M].北京：人民邮电出版社，2011.

[2] 施婕，艾芊.直流微电网在现代建筑中的应用[J].现代建筑电气，2010，（6），47-51.

[3] 张建华，黄伟.微电网运行控制与保护技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[4] AkshayK.Rathore.Hybrid Micro-grid （μG） Based Residential Utility Interfaced Smart Energy System：Applications for Green Data Centers and Commercial Buildings.2011.

（责任编辑：刘 晶）endprint

摘要：文章就户用混合微电网模型进行研究探讨，介绍了风、光、蓄、市电互补的户用型交直流混合微电网系统工作原理，并尝试建立一套户用混合微电网系统：并网运行时该系统优先利用分布式能源发电，为负荷提供充足电力的同时还能将富余电力输送到市电，不仅节能减排，而且用户可以获取可观的经济利益。

关键词：混合微电网；分布式能源；并网运行；孤岛运行

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0127-02

全球气候变暖，环境问题日益凸显，电力需求日渐增大，加之今年出台的政策打破分布式电源并网的瓶颈。在我国，微电网在家庭中的应用存在着巨大的潜力。目前，电力已是家庭生活中不可或缺的组成部分。微电网有即发即用，减少网损的优势。因此，研究建立一整套户用混合微电网系统模型对为用户营造更加安全、可靠的用电环境，提高电能利用率具有重大意义。基于此本文尝试建立这样一套户用混合微电网系统：并网运行时该系统优先利用分布式发电，为负荷提供充足电力的同时还能将富余电力输送到市电，不仅节能减排，而且用户可以获取可观的经济利益；孤岛运行时，分布式电源与备用蓄电池组为负荷提供持续电力。

1 户用混合微电网的特性

户用混合微电网由直流微电网和交流微电网构成，实现风、光、蓄、市电互补。具有以下特性：

（1）该系统能够实现并网运行和孤岛运行无缝切换。并网运行时，当光伏、风力发电充足时，不仅能够满足负荷用电需求，用户还能通过卖电获取一定的经济利益；当市电出现故障时，即无缝切换到孤岛运行，由蓄电池继续供电，满足负荷用电需求。

（2）直流微电网系统和交流微电网系统相辅相成。直流微电网系统和交流微电网系统除了为本系统内的负荷供电之外，而且可以通过交、直流微电网之间的“桥梁”DC/AC相互供电。以满足多类型负荷的用电需求，提高供电可靠性。

2 户用混合微电网的工作原理

系统并网运行时，市电系统为整个系统起电压支撑的作用。风力发电通过风力变流器AC/AC输出380V的交流电，供家庭交流负载使用。另外，光伏发电经光伏控制器DC/DC，输出恒定48V直流电，一部分为家庭直流电器供电，例如笔记本电脑、手机、数码相机等，一部分存储到备用蓄电池组中，其他部分电能通过逆变器DC/AC与交流网络相连，通过能量管理系统，实现了风、光、蓄、市电互补，有效提高了电能的利用率。假如在光照和风力都充足时，除可满足负荷的电力需求，剩余电力可输送到电网中，用户可从中获利。假如遇到大风阴雨天气，光伏发电不足，风力发电相对充足时，由风力发电为交流负荷和直流负荷供电，备用蓄电池组作为补充。反之，若光伏发电充足而风力发电不足情况时，光伏发电通过光伏控制器为直流负荷供电，并将富余电力一部分储存在蓄电池中，一部分通过逆变器DC/AC为交流负荷供电。当处于无光且无风的特殊天气情况下，由市电直接为负荷供电，蓄电池由能量管理系统适当为负荷供电。

若市电出现故障，迅速断开断路器CB1，此时的微电网系统处于孤岛运行状态。逆变器无缝切换到孤岛运行模式，由蓄电池为交流微电网系统提供电压支撑，这种情况下依然能够充分利用分布式能源发电。

若市电和交流微电网都出现故障时，断开断路器CB4。此时，由光伏发电、光伏控制器DC/DC、蓄电池、直流负荷构成的直流微电网系统离网运行。通过微型调压装置，实现为多种直流负荷供电。确保在无市电情况下仍然能够确保用户的照明、通信等日常需求，提高了供电可靠性。

3 结语

国家政策的大力支持以及化石能源的日益紧张，分布式发电越来越受关注。本文根据交、直混合微电网的特性，探讨建立一种户用型混合微电网系统，该系统能够实现并网运行与孤岛运行无缝切换，确保用户拥有可靠的电力供应，提高供电可靠性。同时该系统拥有交直流两种供电端口为交直流电器提供相应的电力，减少交直转换的电能损耗，有效提高了电能的利用率。户用混合微电网系统实现了风、光、蓄、市电互补，为用户营造了更加安全、可靠的用电环境。

参考文献

[1] 徐青山.分布式发电与微电网技术[M].北京：人民邮电出版社，2011.

[2] 施婕，艾芊.直流微电网在现代建筑中的应用[J].现代建筑电气，2010，（6），47-51.

[3] 张建华，黄伟.微电网运行控制与保护技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[4] AkshayK.Rathore.Hybrid Micro-grid （μG） Based Residential Utility Interfaced Smart Energy System：Applications for Green Data Centers and Commercial Buildings.2011.

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摘要：文章就户用混合微电网模型进行研究探讨，介绍了风、光、蓄、市电互补的户用型交直流混合微电网系统工作原理，并尝试建立一套户用混合微电网系统：并网运行时该系统优先利用分布式能源发电，为负荷提供充足电力的同时还能将富余电力输送到市电，不仅节能减排，而且用户可以获取可观的经济利益。

关键词：混合微电网；分布式能源；并网运行；孤岛运行

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0127-02

全球气候变暖，环境问题日益凸显，电力需求日渐增大，加之今年出台的政策打破分布式电源并网的瓶颈。在我国，微电网在家庭中的应用存在着巨大的潜力。目前，电力已是家庭生活中不可或缺的组成部分。微电网有即发即用，减少网损的优势。因此，研究建立一整套户用混合微电网系统模型对为用户营造更加安全、可靠的用电环境，提高电能利用率具有重大意义。基于此本文尝试建立这样一套户用混合微电网系统：并网运行时该系统优先利用分布式发电，为负荷提供充足电力的同时还能将富余电力输送到市电，不仅节能减排，而且用户可以获取可观的经济利益；孤岛运行时，分布式电源与备用蓄电池组为负荷提供持续电力。

1 户用混合微电网的特性

户用混合微电网由直流微电网和交流微电网构成，实现风、光、蓄、市电互补。具有以下特性：

（1）该系统能够实现并网运行和孤岛运行无缝切换。并网运行时，当光伏、风力发电充足时，不仅能够满足负荷用电需求，用户还能通过卖电获取一定的经济利益；当市电出现故障时，即无缝切换到孤岛运行，由蓄电池继续供电，满足负荷用电需求。

（2）直流微电网系统和交流微电网系统相辅相成。直流微电网系统和交流微电网系统除了为本系统内的负荷供电之外，而且可以通过交、直流微电网之间的“桥梁”DC/AC相互供电。以满足多类型负荷的用电需求，提高供电可靠性。

2 户用混合微电网的工作原理

系统并网运行时，市电系统为整个系统起电压支撑的作用。风力发电通过风力变流器AC/AC输出380V的交流电，供家庭交流负载使用。另外，光伏发电经光伏控制器DC/DC，输出恒定48V直流电，一部分为家庭直流电器供电，例如笔记本电脑、手机、数码相机等，一部分存储到备用蓄电池组中，其他部分电能通过逆变器DC/AC与交流网络相连，通过能量管理系统，实现了风、光、蓄、市电互补，有效提高了电能的利用率。假如在光照和风力都充足时，除可满足负荷的电力需求，剩余电力可输送到电网中，用户可从中获利。假如遇到大风阴雨天气，光伏发电不足，风力发电相对充足时，由风力发电为交流负荷和直流负荷供电，备用蓄电池组作为补充。反之，若光伏发电充足而风力发电不足情况时，光伏发电通过光伏控制器为直流负荷供电，并将富余电力一部分储存在蓄电池中，一部分通过逆变器DC/AC为交流负荷供电。当处于无光且无风的特殊天气情况下，由市电直接为负荷供电，蓄电池由能量管理系统适当为负荷供电。

若市电出现故障，迅速断开断路器CB1，此时的微电网系统处于孤岛运行状态。逆变器无缝切换到孤岛运行模式，由蓄电池为交流微电网系统提供电压支撑，这种情况下依然能够充分利用分布式能源发电。

若市电和交流微电网都出现故障时，断开断路器CB4。此时，由光伏发电、光伏控制器DC/DC、蓄电池、直流负荷构成的直流微电网系统离网运行。通过微型调压装置，实现为多种直流负荷供电。确保在无市电情况下仍然能够确保用户的照明、通信等日常需求，提高了供电可靠性。

3 结语

国家政策的大力支持以及化石能源的日益紧张，分布式发电越来越受关注。本文根据交、直混合微电网的特性，探讨建立一种户用型混合微电网系统，该系统能够实现并网运行与孤岛运行无缝切换，确保用户拥有可靠的电力供应，提高供电可靠性。同时该系统拥有交直流两种供电端口为交直流电器提供相应的电力，减少交直转换的电能损耗，有效提高了电能的利用率。户用混合微电网系统实现了风、光、蓄、市电互补，为用户营造了更加安全、可靠的用电环境。

参考文献

[1] 徐青山.分布式发电与微电网技术[M].北京：人民邮电出版社，2011.

[2] 施婕，艾芊.直流微电网在现代建筑中的应用[J].现代建筑电气，2010，（6），47-51.

[3] 张建华，黄伟.微电网运行控制与保护技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[4] AkshayK.Rathore.Hybrid Micro-grid （μG） Based Residential Utility Interfaced Smart Energy System：Applications for Green Data Centers and Commercial Buildings.2011.

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