相对于所连接的大电网，微网可看作是具有独特运行特征的虚拟发电机，并网运行时可以向大电网供电（有时为负值）。与常规发电机组并网运行时相似，微网并网运行需要满足一定的电压和频率条件。但与常规的发电机组不同，由于微网中分布式电源的种类和特征不同，需要一些特殊的协调控制方式才可能使其满足并网运行条件。微网作为自治系统，具有脱网独立运行的能力，此时为了满足负荷对系统电压和频率的要求，跟踪微网中负荷的变化，也需要针对微网中的分布式电源采取相关的协调控制措施。由于其设备种类繁多（单纯供电/热电联供/冷热电联供等）、运行模式多样（供热为主发电为辅/供电为主供热为辅）、可控程度不同（集中控制/分散控制/自动控制/用户控制），微网中分布式电源的协调控制问题非常复杂。
重点研究内容：微网在并网和孤岛运行模式下的协调控制策略；保证微网运行模式平稳切换的并网方法与控制策略；分布式发电设备、储能设备的逆变接口系统原理与技术。在此基础上，开发出适合于不同分布式电源及储能装臵并网的逆变接口装臵和适应性强的微网综合控制系统。
（3）微网及含微网配电系统的电能质量分析与控制
随着科学技术的发展，各种精密电子仪器和数字化电器设备在用户中大量装备，对电力系统的供电可靠性和电能质量提出了越来越高甚至苛刻的要求。在微网系统中，由于可能存在一些间歇式电源，其频繁的起停操作、功率输出的变化，都可能给所接入系统的用户带来电能质量问题。此外，由于微网中很多类型的电源都需要借助电力电子技术输出满足用户负荷频率和电压要求的电能，依据所采用的电力电子技术不同，逆变器可能产生不同水平的谐波，随着微网渗透率的提高，配电系统的谐波水平也将会上升。另一方面，对于一个谐波水平已经比较高的配电系统，微网中的分布式电源也可能会成为谐波的汇点，导致分布发电设备的损毁。微网中大量单相分布式电源的存在，也增加了配电系统的三相不平衡水平。总之，微网及含微网的配电系统中存在很多与电能质量相关的独特问题。
重点研究内容：微网中电能质量问题的产生机理；微网及含微网配电系统的电能质量检测及分析理论；微网及含微网配电系统的电能质量综合控制方法。在上述研究成果的基础上，研发含微网配电系统的电能质量综合控制系统。 4. 分布式发电供能系统综合仿真与能量优化管理方法
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鉴于微网系统的复杂性，无论是研究其与大电网相互作用的机理，还是研究在各种扰动下的复杂动态行为；无论是研究其保护与控制问题，还是研究其规划设计问题，都需要强有力的仿真手段，需要构建兼容微网分析的配电系统仿真实验平台。研究微网及含微网配电系统的能量优化管理方法，有助于提高系统运行的经济性，为分布式能源的高效利用创造条件。在这一方面，重点将开展如下研究工作。
（1）分布式发电供能微网系统综合仿真
在分布式发电供能系统中，既有同步发电机等具有较大时间常数的旋转设备，也有响应快速的电力电子装臵。在系统发生扰动时，既有在微秒级快速变化的电磁暂态过程，也有毫秒级变化的机电暂态过程和以秒级变化的慢动态过程。综合考虑它们之间的相互影响，实现动态全过程的数字仿真是一项极具挑战性的研究课题。而将数字仿真系统与物理模拟仿真平台加以有机结合，形成数字/模拟混合仿真系统，对于微网运行特性的研究、保护与控制器的设计等将更加具有实际价值。目前，混合仿真技术也是常规电力系统研究的热点领域，尽管一些仿真思路可供借鉴，但因微网中的物理设备更加多样化，模型更为复杂，不同设备暂态响应的时间尺度更加分散，必须有针对性地发展相关的混合仿真理论和方法。
重点研究内容：微网元件稳态与动态建模方法，包括微型燃气轮机、内燃机、燃料电池、光伏电池等分布式电源以及储能装臵的数值仿真和物理仿真模型建立方法；集稳态分析、电磁暂态仿真、机电暂态仿真为一体的微网动态全过程数字仿真理论与方法；含微网的新型电力交换系统的动态物理模拟仿真方法及实验验证理论。在此基础上，构建物理模拟和数字仿真相结合的含微网配电系统的综合仿真实验平台。
（2）微网经济运行理论与能量优化管理方法
正如在常规的电力系统中可以通过对发电机的节能调度实现节能降损一样，通过微网经济运行理论与能量优化管理方法的研究，也可以实现微网的高效经济运行。同常规的电力系统相比，微网中的可调节变量更加丰富，如分布式电源的有功出力、电压型逆变器接口母线的电压、电流型逆变器接口的电流、储能系统的有功输出、可调电容器组投入的无功补偿量、热/电联供机组的热负荷和电负荷的比例等。通过对这些变量的控制调节，可以在满足系统运行约束的条件下，实现微网的优化运行与能量的合理分配，最大限度地利用可再生能源，保证整个
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微网运行的经济性。同时，当微网并网运行时，尤其是在微网高渗透率情况下，还可以通过对微网输出的有效控制，降低配电系统中的配电变压器损耗和馈线损耗。以全系统能源利用效率的最大化为目标，研究微网的优化控制与调度理论与方法，正是这一研究领域重点关注的问题。
重点研究内容：微网经济运行理论与分布式电源优化调度方法；微网高渗透率下的大规模配电系统经济调度理论。在此基础上，开发出微网能量优化管理系统，构建微网高渗透率下的配电系统综合能量管理支持平台。 6
二、预期目标
1.总体目标
结合我国经济和社会可持续发展对清洁、高效、持久电能的重大需求，根据国际电力技术的最新发展动向，密切围绕分布发电供能系统安全高效运行的科学问题，开展多方面的基础理论和系统性的关键技术研究，建立分布式发电供能系统完整的理论体系和系统的分析方法，为分布发电供能技术在电力系统中的广泛应用提供科学保证，为解决我国能源紧缺、环境污染问题和保障我国能源供应提供科学依据。 2.项目五年预期目标
本项目五年内将在以下几个方面取得创新性的成果： 在理论方面：
? 系统地建立分布式发电供能系统的建模、分析、仿真和控制的完整理论
体系，为分布式发电供能系统的科学发展和广泛应用提供理论依据； ? 建立分布式发电供能系统经济性、电能质量和可靠性评估的理论体系和
评价指标体系，以促进“绿色电力”的发展，为缓解我国能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间的矛盾提供保障；
? 揭示分布式发电供能系统与大电网相互作用的机理，提出分布式发电供
能系统与大电网协调运行和控制策略,提高电力系统运行可靠性，为我国科学应对灾害性突发事件提供保障；
? 建立分布式发电供能系统接入后的电网规划理论体系，给出适合我国国
情的电网规划理论和方法，为分布式发电供能系统和电网的协调发展提供保障。
在技术方面：
? 发展分布式发电供能系统数字与模拟仿真技术，建立适于微网高渗透率
下的大规模配电系统快速仿真分析平台，实现分布式发电供能系统的全过程仿真；
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