微電網(wǎng)，又稱微網(wǎng)，是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念，它是指多個(gè)分布式電源、負(fù)載、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的電力網(wǎng)絡(luò)。在微電網(wǎng)內(nèi)部，電源和負(fù)荷能夠基本匹配，并能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理，可以孤立運(yùn)行，同時(shí)，也可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。
由于微電網(wǎng)的概念是將發(fā)電系統(tǒng)即電源與負(fù)荷置于同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，因此，特別適合光伏發(fā)電等能量密度較低的新能源進(jìn)行分布式發(fā)電。同時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)部采取多種電源形式的高可靠供給，可以完全克服光伏發(fā)電不穩(wěn)定的弱點(diǎn)，充分促進(jìn)光伏發(fā)電及其它可再生能源的大規(guī)模接入，有利于促進(jìn)傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的過渡。
智能光伏微電網(wǎng)指的是，采用光伏發(fā)電作為白天的主要供電電源，同時(shí)利用其它能夠與光伏互補(bǔ)的各種可再生能源的同時(shí)接入來滿足不同氣候條件下的電力供應(yīng)，并利用儲(chǔ)能系統(tǒng)和包括微型燃?xì)廨啓C(jī)等清潔能源作為供電的調(diào)節(jié)手段，通過先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)的智能控制和網(wǎng)間的遠(yuǎn)程調(diào)度，保障在負(fù)荷與電源發(fā)生變化時(shí)的供電穩(wěn)定性。總結(jié)出十六字方針，就是“光伏為主、多能互補(bǔ)、發(fā)儲(chǔ)結(jié)合、智能調(diào)控”。
智能光伏微電網(wǎng)的特點(diǎn)主要有以下四點(diǎn)：
1） 多種新能源的結(jié)合
由于光伏發(fā)電僅能夠在白天天氣較好的情況下進(jìn)行供電，即便與主干網(wǎng)相連，當(dāng)光伏發(fā)電的容量增大，在某一地的局部對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)有可能形成較大的沖擊。因此，在一個(gè)微電網(wǎng)的范圍內(nèi)采取多種形式的新能源相結(jié)合，是緩和光伏發(fā)電的波動(dòng)性、穩(wěn)定電力的必要手段。
能夠作為微電網(wǎng)的電源的其它可再生能源有如下幾種：
微型風(fēng)力發(fā)電。主要是微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電，在風(fēng)力條件能夠滿足發(fā)電的條件下，可以作為光伏發(fā)電的補(bǔ)充。微風(fēng)電站適合風(fēng)力條件滿足的村鎮(zhèn)和高層建筑。
小型水力電站。指在有條件的村鎮(zhèn)附近，可采用小型水電站或抽水蓄能電站的方式，作為微電網(wǎng)的補(bǔ)充能源。
生物質(zhì)能電站?？稍诖彐?zhèn)或者小型城市周邊，利用沼氣進(jìn)行發(fā)電，作為微電網(wǎng)的補(bǔ)充能源。沼氣發(fā)電可與垃圾處理、有機(jī)肥的生產(chǎn)相結(jié)合。
微型燃?xì)廨啓C(jī)。微型燃?xì)廨啓C(jī)采用天然氣發(fā)電，適用于城市社區(qū)和農(nóng)村。
各種形式的新能源綜合使用，可以大大減少光伏發(fā)電的波動(dòng)性，尤其是在光伏發(fā)電量下降的時(shí)候?qū)夥l(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)，也能夠因地制宜，充分利用微電網(wǎng)所在地區(qū)的各種可再生能源和資源。
2） 儲(chǔ)能技術(shù)
無論是采用何種新能源，都不能完全保證微電網(wǎng)的供電絕對(duì)穩(wěn)定。另外，在電源事故或電網(wǎng)故障的情況下，為了保證用電負(fù)荷的安全，儲(chǔ)能系統(tǒng)作為備用電源也是必不可少的。
目前，儲(chǔ)能技術(shù)較為成熟的是鉛酸蓄電池，但有壽命短和鉛污染的問題。能夠適用于智能光伏微電網(wǎng)的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)有如下幾種：
釩流體電池。該技術(shù)采用釩化合物作電解質(zhì)，通過釩的不同電價(jià)的轉(zhuǎn)換進(jìn)行充放電。優(yōu)點(diǎn)是容量大、電流密度大、供電穩(wěn)定、充放電次數(shù)多（使用壽命長(zhǎng)）、充放電效率高；缺點(diǎn)是，且目前成本較高，產(chǎn)業(yè)化不夠成熟，市場(chǎng)規(guī)模受釩資源限制。
飛輪儲(chǔ)能。優(yōu)點(diǎn)是充放電次數(shù)多、電流密度大、供電穩(wěn)定、無化學(xué)反應(yīng)；缺點(diǎn)是自放電較嚴(yán)重。
超級(jí)電容。優(yōu)點(diǎn)是電流密度大、充放電次數(shù)多、壽命長(zhǎng)、無化學(xué)反應(yīng)；缺點(diǎn)是自放電嚴(yán)重，單次儲(chǔ)能時(shí)間較短，產(chǎn)業(yè)化程度不夠。
以上各種新型儲(chǔ)能技術(shù)目前均存在成本較高的情況。但隨著產(chǎn)業(yè)化程度的不斷成熟，相信產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、穩(wěn)定性均將有大幅提高，成本也可以大幅度下降。
微電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)要滿足以下三種情況的要求：1）在電源或電網(wǎng)事故情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠迅速替代電源，為微電網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)荷供電；這種情況，儲(chǔ)能系統(tǒng)相當(dāng)于緊急備用電源的角色，要求電流密度大；2）在微網(wǎng)內(nèi)大型負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，由于電流往往數(shù)倍于運(yùn)行電流，因此，可能正常電源的容量不足以滿足負(fù)荷的啟動(dòng)要求，需要儲(chǔ)能系統(tǒng)提供瞬時(shí)大電流；3）在光伏以及其它電網(wǎng)發(fā)電不足時(shí)，起到為微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷供電的功能。
目前，上述各種儲(chǔ)能技術(shù)難以同時(shí)滿足以上三個(gè)要求，可考慮各種不同儲(chǔ)能方式的結(jié)合，例如，釩流體電池與飛輪或超級(jí)電容結(jié)合使用，即可避開各自的缺點(diǎn)，而滿足微電網(wǎng)的儲(chǔ)能需求。
3） 電力質(zhì)量控制與保護(hù)系統(tǒng)
智能光伏微電網(wǎng)的每個(gè)網(wǎng)內(nèi)，都有電源和負(fù)荷。設(shè)計(jì)時(shí)，要求電源和負(fù)荷容量是基本匹配的。但是，由于可再生能源的發(fā)電自身的不穩(wěn)定性，這種匹配只能在理想狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)。負(fù)載的變化、電源的波動(dòng)，都需要通過儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
每個(gè)微網(wǎng)都需要有一個(gè)微網(wǎng)控制中心，除了監(jiān)控每個(gè)電源、負(fù)荷和儲(chǔ)能的電力參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)和電力質(zhì)量與能量參數(shù)外，還要通過開關(guān)控制對(duì)上述內(nèi)部的電力調(diào)度進(jìn)行控制，此外，微網(wǎng)控制中心還要對(duì)每個(gè)裝置內(nèi)部進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，這種調(diào)控可以通過每個(gè)裝置的本地控制器來進(jìn)行，但必須與微網(wǎng)控制中心聯(lián)網(wǎng)。
微網(wǎng)控制中心還必須有在孤島運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)行之間的切換裝置，和針對(duì)負(fù)荷、電源和電網(wǎng)的保護(hù)裝置。
微電網(wǎng)內(nèi)部由于總體容量較小，因此，負(fù)荷阻抗的感性還是容性就對(duì)功率因數(shù)影響較大。為此，在微電網(wǎng)內(nèi)部，必須根據(jù)負(fù)荷的阻抗性質(zhì)配置相應(yīng)的補(bǔ)償系統(tǒng)。另外，多電源的并網(wǎng)可能會(huì)造成網(wǎng)內(nèi)的諧波分量較大，紋波系數(shù)較高，因此，要有消除高次諧波的裝置。
4）智能光伏微電網(wǎng)的信息系統(tǒng)
而由于儲(chǔ)能成本的限制，儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于負(fù)荷和電源變化的調(diào)節(jié)不可能是無限的。因此，微電網(wǎng)在正常運(yùn)行時(shí)，最好采取與主干電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的方式。在微電網(wǎng)的電源故障情況下，電網(wǎng)可以為微電網(wǎng)進(jìn)行供電，而在微電網(wǎng)的負(fù)荷停機(jī)時(shí)，微電網(wǎng)要向電網(wǎng)發(fā)電。為此，需要進(jìn)行微電網(wǎng)與主網(wǎng)的潮流控制，其中，微電網(wǎng)和主網(wǎng)要進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交換。
通常，主干電網(wǎng)對(duì)于微電網(wǎng)的負(fù)荷變化或者發(fā)電量的變化是能夠消納的，但是，主電網(wǎng)對(duì)于這種變化需要一定的時(shí)間響應(yīng)。如果是瞬時(shí)大容量的變化，無論是發(fā)電還是供電，都會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來影響。為此，微電網(wǎng)內(nèi)部的控制系統(tǒng)需要與主干網(wǎng)的電力調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息通訊，要做到在電源或負(fù)荷變化時(shí)，先用儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)供電，同時(shí)，通過信息系統(tǒng)將信息通報(bào)給主電網(wǎng)，并給主電網(wǎng)以充足的時(shí)間進(jìn)行調(diào)度，這樣，就可以保證微電網(wǎng)的供電和主電網(wǎng)的穩(wěn)定。
智能光伏微電網(wǎng)的信息系統(tǒng)還可以幫助微電網(wǎng)之間的互聯(lián)和互相調(diào)度，這樣，有助于主電網(wǎng)的穩(wěn)定，減少主電網(wǎng)的供電壓力。并在主電網(wǎng)故障時(shí)，減少故障對(duì)于微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的影響。