(一)什么是微電網
微電網是相對傳統(tǒng)大電網的一個概念，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行，可以有效提高電網的抗災害打擊能力，保證網內電力供應的安全性；高效節(jié)能，可有效實現電力供應和消費的優(yōu)質匹配，優(yōu)化電力資源網內分配，且線損非常低；可有效解決風、光等清潔能源并網問題。它是實現主動式配電網的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網向智能電網的過渡。
與傳統(tǒng)集中式能源系統(tǒng)相比，微電網具有許多優(yōu)勢，如微電網接近負荷，線損顯著減少，建設投資和運行費用較省；分布式能源具備發(fā)電、供熱、制冷等多種服務功能，可實現更高的能源綜合利用效率；發(fā)展微電網有利于各類可再生能源(太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、生物質發(fā)電等)的利用，減少了排放總量、征地、電力線路走廊用地和高壓輸電線的電磁污染，緩解了環(huán)保壓力；微電網可以解決部分調峰和備用問題，做到與季節(jié)性和地域性的電力需求變化相適應，使得電力系統(tǒng)的經濟性和安全性達到最佳平衡；微電網可以提高供電可靠性、供電質量和電網的安全性;發(fā)展微電網技術可形成和諧多元化的電網格局。
（二）微電網的優(yōu)勢和前景
目前，微電網已成為一些發(fā)達國家解決電力系統(tǒng)眾多問題的一個重要輔助手段。各國都依據本國電力系統(tǒng)實際問題提出了各自的微電網概念和發(fā)展目標。從全球來看，目前微電網主要處于實驗和示范階段，但從過去五年來看，微電網的技術推廣已經度過幼稚期，市場規(guī)模穩(wěn)步成長。世界各地的政府、主要能源公司和電力公司等積極主導或參與當地微電網工程建設。未來5到10年，微電網的市場規(guī)模、地區(qū)分布和應用場所分布都將會發(fā)生顯著變化。中國政府對微電網發(fā)展日趨重視，自下而上推動力越來越強，企業(yè)積極參與。微電網在國內的市場將非常廣闊。
中國國家發(fā)展和改革委員會能源研究所研究員王斯成表示，中國電力沒有市場，只能把電力賣給電網公司，政府公司，包括上網電價，金太陽工程屬于自發(fā)自用。大型電站調節(jié)非常困難，分布式、微電網是一條捷徑。國家正在考慮分布式發(fā)電管理辦法。
微電網系統(tǒng)實行“自發(fā)自用、余量上網、電網調劑”的運行機制，即屋頂光伏電站電量直接出售給微電網內用戶，汽車充電站和儲能單元充電，富余電量送向地區(qū)電網。當光伏發(fā)電電量不足時，從地區(qū)電網購電，通過微電網向用戶供電。打破體制，打破定價權，這是電力體制改革的一個信號。
與此同時，電網和光伏企業(yè)更需共同努力，提高光伏電力調度能力。國家能源局計劃在“十二五”期間建成30個微電網項目，使分布式電網達到電網有好接入的標準。
（三）微電網技術發(fā)展現狀
美國最早提出了微電網概念，近年來，其微電網研究一直在有條不紊地進行著。美國的微電網研究項目主要受到了美國能源部的電力提供和能源可靠性辦公室、加州能源委員會的資助，其研究的重點主要集中在滿足多種電能質量的要求、提高供電的可靠性、降低成本和實現智能化等方面
美國能源部還與通用電氣共同資助了第二個“通用電氣(GeneralElectricCompany，GE)全球研究(GlobalResearch)”計劃，投資約400萬USD。GE的目標是開發(fā)出一套微電網能量管理系統(tǒng)(microgridenergymanagement，MEM)，使它能向微電網中的器件提供統(tǒng)一的控制、保護和能量管理平臺。MEM的設計旨在通過優(yōu)化對微電網中互聯元件的協(xié)調控制來滿足用戶的各種需求，如運行效率最高、運行成本最小等等。這項微電網計劃分兩個階段施行，第一個階段已經完成，該階段主要對一些基礎的控制技術和能量管理技術方面進行研究，并探索該計劃的市場前景。第二階段計劃在2008年中完成，主要是將第一階段的技術在具體的模型下進行仿真，并建造示范工程進行具體的實現。這項微電網計劃對于目前該領域的其他微電網研究是一個很好的補充。CERTS微電網研究主要集中在對DERs的設計和魯棒控制，GE微電網則更多地關注在外部監(jiān)控回路的研發(fā)上，以及對能量利用和運行成本的優(yōu)化上。
除了上述微電網研究之外，在美國還開展了許多在這方面的研究，它們促進了微電網的發(fā)展，如加州能源委員會資助的分布式效能集成測試平臺、美國國家可再生能源實驗室所完成的對佛蒙特州微電網的安裝和運行的檢驗。
（四）各國微電網應用
目前世界上許多國家己開展微電網研究，立足于本國電力系統(tǒng)的實際問題提出了各自的微電網概念和發(fā)展目標。作為一個新的技術領域，微電網在各國的發(fā)展呈現不同的特色。微電網已成為一些發(fā)達國家解決電力系統(tǒng)眾多問題的一個重要輔助手段。在此匯總世界各國微電網工程發(fā)展現狀，希望對未來微電網的技術發(fā)展和應用起到一個借鑒和推動作用。
美國
1）電氣可靠性技術解決方案聯合會(CERTS)
安裝地點：俄亥俄州首府哥倫布的Dolan技術中心。
微網組成：三臺60kW燃氣輪機;三條饋線，負荷可分為一般負荷、可控負荷和敏感負荷。
示范目的：聯網和孤島模式之間的自動無縫切換;不依賴于高故障電流微網保護;無需高速通信實現孤島條件下的電壓和頻率穩(wěn)定。
多蘭技術中心CERTS微網測試臺布局
2）橡樹嶺國家實驗室(ORNL)
安裝地點：美國橡樹嶺國家實驗室。
示范目的：降低能源消耗和減少溫室氣體排放，對排放數據實時監(jiān)測，燃燒尾氣分析。
3)通用電氣(GE)
安裝地點：原計劃安裝在新澤西Wayne市;2007年9月，在新墨西哥開始建設;后計劃遷至夏威夷Forrest市。
示范目的：微網的控制策略、保護;微網上層能量管理。
日本
1)愛知縣(Aichi)
安裝地點：2005愛知縣世博會，2008年搬遷到日本中部城市機場
系統(tǒng)組成：熔碳酸鹽燃料電池270kW+300kW、固體氧化物燃料電池25kW、磷酸燃料電池4*200kW;光伏發(fā)電330kW;鈉硫儲能電池組示范目的：建立多種分布式能源的區(qū)域供電系統(tǒng)，并避免對大電網產生不良影響。
歐洲
1）西班牙：Labein聯網模式
安裝地點：西班牙巴斯克地區(qū)的畢爾巴鄂市。
微網組成：發(fā)電設備--光伏(0.6kW，1.6kW和3.6kW)，直驅式風機(6kW)，2臺63kVA的柴油發(fā)電機;儲能裝置--蓄電池(48V/1925Ah和24V/120Ah)，飛輪儲能(250kVA)，超級電容器48V/4500F);負荷(阻性150kW和50kW，2套36kVA的感性負載)。
示范目的：聯網模式下的中央和分散控制策略;微網頻率的一次、二次和三次調整;聯網和孤島模式切換;通訊協(xié)議驗證;微網的需求側管理。
2）希臘：Kythnos孤島模式
安裝地點：希臘愛琴?；死先簫u。
示范目的：提高供電可靠性;上層調度管理;智能負荷管理。
微網組成：包括兩個子系統(tǒng)。
子系統(tǒng)1：三相系統(tǒng);光伏10kW，蓄電池53kWh，柴油機9kVA;負荷：12戶家庭。
子系統(tǒng)2：單相系統(tǒng);光伏2kW，蓄電池32kWh;用于通訊設備的供電。
3）葡萄牙：EDP轉換模式
系統(tǒng)組成：80kW燃氣輪機;負責本地游泳池的電力和熱力供應;可以為外部家用、商用、工業(yè)提供電力。
示范目的：在聯網與孤島運行狀態(tài)下，不同的發(fā)電與負荷水平時，分析微網行為;在幾種運行狀態(tài)下，演示從聯網切換到孤島狀態(tài)的可能性;辨識微型燃氣輪機的仿真參數;分析微型燃氣輪機與柴油發(fā)電機組在孤島模式下的相互影響;切負荷控制策略。
4）荷蘭：Continuon孤島模式及儲能
安裝地點：荷蘭的Zutphen度假村，荷蘭首個微網項目。
微網組成：380V，50Hz系統(tǒng);335kW光伏，蓄電池;提供200幢別墅電力。
示范目的：聯網孤島自動切換;黑啟動能力;維持孤島運行24小時;蓄電池智能充放電管理。
5）德國：Demotec
安裝地點：德國卡塞爾大學的太陽能技術研究所。
示范目的：聯網孤島模式切換;P-f和Q-V下垂控制;不同負荷對微網暫態(tài)影響;
分布式電源輸出波動對微網穩(wěn)定性影響。
（五）電網技術發(fā)展狀況
在微電網領域，我國已經啟動了973計劃“分布式供能系統(tǒng)”，科技部也將微電網示范研究列入“十二五”的863計劃。但相對國外微電網實驗室或示范工程，我國的差距較為明顯，首先，規(guī)模上非常有限，目前主要是針對某一樓宇等進行，能源種類也較為有限，其次，缺乏實際的應用，目前主要是以實驗或示范為主，缺少針對某一地區(qū)用戶的實際運用。國內相關科研院所對微網的各項研究工作、研究計劃正積極展開。
