众多文献资料证明，人类的终极能源将是太阳能、风能和水能，大力开发太阳能、风能资源是发展低碳经济、永续发展的惟一选择。太阳能、风能资源的特性决定了其最适合分散利用的特点，地球上任何有太阳照射和一定风力的地方，只要环境条件许可都可以建立光伏发电站或风力发电站。随着分布式电源技术的进步和成本降低，每个电力用户甚至家庭都可以建立一定规模的分布式发电站(Distributed Generation，简称DG)，除满足自身的用电需要外，还可以向电网输送多余电量。这样，在电力系统中将分布着数量众多的微小型终端用户的DG组成的微网(microgrid)发电系统，微网发电系统可看成是电力系统中的一个可控功率单元，在某个局部区域内直接将微网发电系统、电网和终端用户联系在一起，以优化和提高能源利用效率。电力系统能够容纳这些微网发电系统，并能保证整个电力系统的安全可靠运行，是推动利用可再生能源发展的重要途径，也是智能电网发展的目标。

　　终端用户新能源接入的特点

　　(1)DG与主电网并联运行时，各电站相互独立，用户可以自行控制;并网点分布在配电网的末端，并网逆变器通常采用PWM电压控制方式，可以维持系统电压恒定。几乎不存在大规模风电、光伏发电并网存在的问题，对电力系统的影响很小。由于其容量小，分布性大，不会对电力系统造成明显的电流冲击，所以安全可靠性比较高。

　　(2)由DG和蓄电池组成分布式电源，当接入配电网时，当地负荷同时从配电网获取功率，能减小电网扰动，保证电能质量。配电网供电中断时，DG能平滑地过渡到孤岛运行，随后再重新接入配电网。

　　(3)操作简单，具有储能单元，起停快，便于实现自动化，在微网发电系统内可对局部区域的电能质量实现实时监控，除工业用途外，非常适合向农村、牧区、山区，中、小城市或商业区的居民供电。

　　(4)无需建配电站，可降低附加的输配电成本，并减少DG接入点配电网中的传输功率，增加输配电网的输电裕度，减轻输配电网过负荷压力，提高末端电压和系统对电压的调节性能，减少线路损耗，末端电压的提高量与DG接入点的位置和总容量的大小有关。

　　(5)中国已制定《可再生能源中长期发展规划》及配套细则，发展可再生能源已成为一项基本国策，将实行可再生能源发电全额保障性收购制度，支持智能电网、边远地区离网发电及各种新技术研发。在包括财政政策、补贴政策、税收政策、利率政策等各种政策支持和间接调控手段下，将促使可再生能源市场机制不断完善，必定会吸引和鼓励社会团体、社区和个人投资绿色能源的积极性。

　　终端用户新能源接入技术。目前，微小型风力发电和光伏发电系统大致可分为离网蓄电、并网发电及两者混合系统三类。混合系统兼顾了离网蓄电和并网发电系统的优点，有较强的适应性，用户可根据电网峰谷电价来调整自身的发电策略。并网控制的目标是控制逆变器输出稳定的高质量正弦波，且与电网接入点电压、频率和相位同步，以达到稳定并网的目的。系统中的逆变器或变频器技术目前已达到相当高的水准，并都采用了SPWM控制技术。最大功率跟踪控制是风力发电和光伏发电系统的关键技术之一，小型发电系统一般采用被动式最大功率跟踪控制系统，控制方式简单实用。

　　(1)光伏发电的接入和并网方式。光伏发电系统主要由光伏阵列、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC升压电路、逆变器、滤波器和系统控制器等组成。核心部件是光伏阵列、逆变器和系统控制器。并网方式可以将光伏阵列组件输出与逆变器连接，经隔离变压器接入电网，或者将逆变器直接与电网连接。或者将光伏阵列输出经高频逆变后，通过变压器隔离，再经过变频器与电网相连。由于设有隔离变压器，直流分量不会流入接入电网，谐波含量低。无隔离变压器并网方式是将光伏输出通过DC/DC升压电路、逆变器和滤波器，直接与电力系统相连，这种方式会向电网注入一定的谐波含量。储能型蓄电池可起功率和能量调节的作用。小型光伏发电系统一般通过实时检测光伏阵列的输出功率，预测当前工作状况下光伏阵列可能的最大功率输出，然后根据功率平衡原则使光伏阵列达到最大功率输出，实现最大功率跟踪。主动式自动跟踪系统采用步进跟踪方式，包括水平单轴、倾纬度角斜单轴和双轴跟踪，前两者只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。通过计算得出太阳直射方位，以控制光伏阵列朝向，使其有最大功率输出。

　　(2)风力发电的接入和并网方式。目前，已有各种类型的风力发电机结构、发电方式和并网控制方式，如风力发电机有异步发电机、同步发电机和双馈式感应发电机三类，驱动方式有齿轮箱驱动和直驱式两类，运行方式有定转速和变转速两种，变转速风力发电机组的部分或全部容量采用变频器并网运行。全部容量采用变频器的直驱式风力发电机组采用永磁同步发电机，能够在较宽的转速范围内运行，具有转矩密度高的优点，发展前景看好。现代风力发电机都有偏航系统和液压系统等，以提高运行性能，偏航系统可以随时跟风，使风轮总是垂直于主风向。液压系统用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等。小型风力发电系统主要由小型风力发电机(直驱式永磁同步发电机或异步发电机)、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC升压电路、变频器、滤波器和系统控制器等组成。核心部件是风力发电机、变频器和系统控制器。并网方式可以将变频器输出经隔离变压器接入电网，或者将变频器输出直接与电网连接。特点与光伏发电系统相同。小型风力发电系统可以预先在控制器中预设风速-最大功率曲线表，由风速传感器实时检测风速，并测量整流器输出侧直流电压，然后根据功率平衡原则，用查表法查找对应的最大功率，使变频器达到最大功率输出，实现最大功率跟踪。新能源

　　(3)风力发电和光伏发电系统的控制器。风力发电和光伏发电系统的系统控制器是整个系统的神经中枢。两者除数据采集的参数有区别外，系统控制器的结构是相同的，目前都可以采用可编程序控制器(PLC)和人机界面组成，本文采用西门子S7-1200系列PLC和精简系列面板，利用PLC的编程组态软件，可以实现功能强大的控制作用。PLC与人机界面使用以太网(PROFINET)连接，并与上位计算机的通信。人机界面用于显示系统的测量参数及控制状态，还可用于对发电系统的手动控制。上位机可以显示发电系统的运行状态，并设定控制参数。通过以太网接口，可以将发电系统接入互联网，实现网络化远程监控。系统结构如图1所示。

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