分布式發電就是利用各種可用和分散存在的能源，如：太陽能、風能等可再生能源和天然氣為燃料的冷/熱/電聯供系統。分布式發電的特點主要表現為：位置靈活、分散，適應分散電力需求和資源分布；可以與大電網互為備份，改善供電可靠性；容易滿足負荷需求，有利于可再生能源高效和規模化利用。我國可再生能源發電模式是集中發電遠距離輸電與分布式發電相結合的方式。

為協調大電網與分布式電源間的矛盾，充分利用分布式電源為電網和用戶帶來的價值和效益，提出了微網（微能源網）的概念。歐盟對于微電網的定義是：微網是利用分布式能源、儲能裝置和可控負荷共同組成的低壓網絡，容量范圍從幾百千瓦到幾個兆瓦，能夠與配電網并聯運行，在上一級電網故障時可脫網獨立運行，故障恢復后可重新并網。國網電科院對微電網的定義是：微網是由分布式電源、儲能和負荷構成的可控儲能系統，可平滑接入大電網和獨立自治運行，是發揮分布式電源效能的有效方式。

微電網是指以分布式電源為主，利用儲能和控制裝置進行實時調節，實現網絡內部電力電量平衡的小型供電網絡，可并網運行也可離網運行。由于風電、光伏發電等分布式電源具有分散性和間歇性的特點，對電網的電能質量、控制保護、運行可靠性帶來不利影響，隨著儲能和運行控制等技術的進步，本世紀初歐美部分學者提出了微電網概念。總結美國、歐洲、日本等國20個微電網試點工程，具備以下四個基本特征：

1.微型：微電網電壓等級一般在10kV以下；系統規模一般在兆瓦級及以下；與終端用戶相連，電能就地利用。

2.清潔：微電網內部分布式電源以清潔能源為主，或是以能源綜合利用為目標的發電形式。天然氣多聯供系統綜合利用率一般應在70%以上。

3.自治：微電網內部電力電量能實現基本自平衡，與外部電網的電量交換一般不超過總電量的20%。

4.友好：微電網對大電網有支撐作用，可以為用戶提供優質可靠的電力，能實現并網/離網模式的平滑切換。

廣義的電網是從發電設備到用電設備的各個環節的統一整體。目前，我國電網已經基本形成了“西電東送、南北互供、全國聯網”的總體格局，已經覆蓋了全國大部分地區，成為世界最大的電網之一。

現代電網的主要特征是交流模式、跨區互聯、發電資源可調度、電源以大型發電廠為主，用戶側無電源，發-輸-配-用各環節可通過自動調節設備實現供需平衡。它存在的主要問題是電網結構不合理問題、安全穩定性問題突出、電能質量和電網效率有待于改善。

可再生能源區別于化石能源的主要特征是受天氣的影響，不可調度（間歇性、波動性）；分散性，但負荷密集區卻缺少能源；一般不能通過交通運輸工具輸送（生物質能除外）；能源多樣性（光、風、地熱、水利、海洋能）；發電方式差異較大；無法儲存（生物質能除外，水利可短時儲存）；資源具有時空互補性；主要利用方式是發電。

由于可再生能源的資源特點及發電模式與常規能源具有很大區別，將對未來電網發展帶來革命性的挑戰，這就需要我們對未來電網運行模式進行重新思考。解決方式一般從三個方面著手：一是改變電網的結構和運行模式。任何一個體系的結構和運行模式對于其功能的影響是關鍵性的。例如，大同市有自己的治理結構。為了促進新能源產業，成立新的組織結構，以適應新的變化和需要。二是采用超導與新材料的電氣設備，改善電網物理基礎。材料是推動這個設備性能改造的源頭性的東西，非常關鍵。三是采用信息技術提高電網的智能化程度。信息技術在飛速地發展，把信息技術融入其中，來促進電網技術的變革。

能源互聯網是指能源系統的信息載體與網絡可以實現統一與融合，不同的能源可以通過轉化設備與熱力網、電力網在物理層融合，用戶可以借助市場和信息對能源需求做出自己的選擇。能源和信息不一樣。單一的信息沒有太大價值，但信息和信息經過交換會增加新的價值。能源就不一樣了，能源的轉換和傳輸過程中都有衰減。當然能源的傳輸會有各種方案，但單一的把互聯網構架拿來做能源系統是不太合理的。”

雖然可再生能源系統的硬成本在下降，但軟成本的下降并不明顯，導致目前軟成本占到整個項目成本的比例在增加，這可能是未來能源系統發展的一個比較大的障礙。從資源角度來說，未來能源系統會從資源型向集成化智能化轉變。從消費觀看，未來能源系統把生產者和消費者結合在一起，形成一個新詞——產銷一體。比如這棟辦公樓，原來是一個能源消費者。如果在屋頂加上光伏，不僅可以滿足自我使用，同時也可以發電上網，就變成一個銷售者。這樣的變化會引發商業模式的改變。此外，多能綜合能源系統與其他各個行業的滲透與儲能有很大關系。

微電網主要是利用儲能和控制裝置，實現分布式電源與本地負荷電力電量自平衡的微型供電網絡，是新技術在配電網中的應用，是智能電網的組成部分。分布式電源并網不一定要依靠微電網技術；但微電網必然包含分布式電源，同時配置能量管理系統、控制裝置、儲能裝置等實現“自治”“友好”。

未來電網的基本形態是大電網與微網并存。所謂廣域大電網就是有機整合各種可再生能源的時空互補性，并實現資源密集區的電力向負荷密集區的大容量遠距離輸送。分布式電源和微網是指就地利用分散資源，保障用戶供電安全可靠性，并可向大電網“上傳”多余電力。例如，廣域風能時空互補后，無需配置儲能或者配置很少容量的儲能便能滿足現行我國風電并網要求。

1879年，愛迪生發明了直流發電機，并提出了直流供電系統。1887年，特斯拉研制出世界上第一臺無電刷交流感應馬達；1897年，西屋公司在尼亞加拉水電站的首臺交流發電機（10萬馬力）投入運行，并奠定了現代電網的基礎。

人類最初的輸電方式是直流輸電。由于不能直接給直流電升壓，于是三相交流發電機和變壓器被相繼發明。從此，交流輸電普遍代替了直流輸電，并確立了交流輸電的主體地位，從而形成了今天普遍被采用的交流電網。然而電力系統的規模迅速擴大也使得交流大電網的安全穩定性問題日益突出。未來，能源結構的調整將使得電網規模較當前有成倍的增長。

未來的輸配電網和分布式電網將逐步向以直流為主或交直流混合的運行模式方向發展。未來電網向直流運行模式的革命性轉變也將催生大量的科技創新機遇和一大批戰略性新興產業，在技術方面卻需要很大的突破。2013年4月美國麻省理工學院公布了未來可能改變世界的十大科學技術，“直流電超級電網”就是其中一項，并認為“直流電網使得遙遠的可再生能源鏈接更加有效。”

2008年初，冰雪天氣導致我國發生大面積停電，只有少數小電網在支撐重要用戶運行。這暴露了我國現有的網架結構在保障用戶供電方面所存在的薄弱環節同時也將微型電網的作用充分展示了出來，并促使我國加快了對微型電網的研究步伐。2009年，中國國家科技部通過“973”計劃項目，專門資助了分布式發電供能系統的相關基礎研究。2010年，中國國家科技部通過《國家高科技研究發展計劃（863）》立項了近十個有關微電網方面的研究課題。“十二五”期間，我國將在太陽能、風能占優勢的地區建設成微電網示范區，同時還將推動建設100座新能源示范城市。我國微電網的發展雖尚處于起始階段，但微電網的特點適應我國電力發展的需求和方向，具有廣闊的發展前景。

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