什么是微电网？

微电网（Microgrid）是一个包含分布式电源、储能装置、能量转换与控制系统的 局部电力网络，它既可与大电网并网运行，也可在大电网故障或按计划孤岛运行，实现无缝切换。微电网的核心价值在于供电可靠性 与能源自主性——在偏远地区、海岛和电网薄弱区域，微电网可独立保障供电连续； 在城市中，微电网可在电网停电时保障关键负载（医院、数据中心）不断电。

微电网的规模极为灵活——从一个家庭的光伏+储能系统（纳电网/Nanogrid）， 到覆盖整个工业园区或海岛社区的兆瓦级系统。无论规模大小，其设计核心遵循相同的 系统化方法论。

微电网四大核心组成

一个典型的微电网由四大子系统构成，各子系统之间通过能源管理系统（EMS）实现智能协同：

孤岛运行：计划性 vs 非计划性

孤岛运行（Islanding）是微电网区别于普通分布式发电系统的核心能力。计划性孤岛——在大电网维护或电价高峰时段主动断开并网开关， 利用本地电源和储能独立供电，实现经济优化或检修安排。非计划性孤岛——在大电网突发故障（短路、断电）时，微电网在 毫秒至秒级内检测异常并自动断开，确保内部负载不受外部扰动影响。

非计划孤岛的无缝切换是实现难点——切换过程中必须避免电压骤降或频率波动 损坏敏感设备。这要求储能系统（BESS）具备快速的功率响应能力（通常为毫秒级）， 并在切换瞬间作为"虚拟同步发电机"建立微电网的电压和频率参考。

三级控制架构

微电网控制遵循分层递阶架构，三级控制各司其职、协同运作：

典型应用场景

微电网设计四步法

1. 负荷分析：绘制24小时×365天的负荷曲线， 区分关键负载与可削减负载。准确评估峰值功率（kW）和日用电量（kWh/天）。
2. 资源评估：收集当地太阳辐照数据（GHI/DNI）、 风速风向资料，计算可再生能源的可发电量。利用PVsyst、HOMER等工具进行年度发电量模拟。
3. 设备选型：确定光伏容量、储能容量（满足自持天数要求）、 备用发电机功率及逆变器/变流器规格。储能容量通常以1-3天自持为设计基准。
4. 控制设计：定义并网/孤岛切换逻辑、负载卸载优先级、 储能充放电策略及与EMS的通信协议（Modbus、IEC 61850等）。