微网和分布式发电摘要个别的分布式发电机的应用能够造成与它能解决的一样多的问题。一个实现分布式发电的新兴的潜能的更好的方式是将包含发电机和与之关联的负载的系统当做子系统或微网。输入源可以平行于电网运行或者以孤岛的方式运行，提供ups服务。在发生大事件如故障，电压崩溃时系统会与公网分离，但是当来自电网的功率因数跌落到某一标准时也会主动的离网。来自输入源的余热的利用会提高整体的效率，使得项目具有更好的经济吸引力。威斯康辛大学实验室微网控制的概念的验证也被包含在本文中。关键词热力联合分布式发电计划孤岛变流器微网功率对频率下降电压对无功下降一、介绍经济，技术和环境激励正改变着发电和输电的面貌。集中式发电设备正在给更小的更加分散式的发电让路，部分归功与传统经济规模的减小。分布式发电包含广泛的原动机技术，例如内燃机，汽轮机，燃气涡轮发电机，光伏，燃料电池和风能。大多数的新兴技术如燃气涡轮发电机，光伏，燃料电池和带着永磁发电机的气体内燃机有变流器电力分布式系统的界面。这些新型技术有更低的排放，有着与传统规模经济对立的更低的成本的可能。这些应用包括变电站的功率支持，输配电的延期更新以及就地发电。横穿美国的分布式发电的渗透还没有达到显著水平。然而这种情形正在高速改变，需要对分布式系统中的高渗透的分布式发电的问题的注意。试验性的个别的分布式发电机的应用能够造成与它能解决的一样多的问题。一个实现分布式发电的新兴的潜能的更好的方式是将包含发电机和与之关联的负载的系统当做子系统或微网。这种方法考虑到分布式发电的就地控制从而减少或消除中心调度的需求。在干扰过程中，发电机和相应的负载能够从分布式系统中分离使微网的负载同干扰隔离（从而维持高等级的服务）而不损害输电网的完整。发电和负载的计划孤岛有提供更高的局部可靠性的可能性，比由作为整体的功率系统提供的。新型发电技术的大小允许发电机与考虑到废热的热负载有关最佳放置。这种应用能使系统的总效率翻倍。目前大多数的微网实现负载与输入源的结合，考虑到计划孤岛以及设法利用有效的废热。这些解决方案依靠复杂的通信和控制以及关键部件和大量的现场工程。这个工作的目标是提供这些产品特点不需要复杂的控制系统，控制系统需要每个应用的详细设计。我们的方法是提供以发电机为基础的控制，使得即插即用的模式成为可能，这种模式不需要通信或为每个地点定制工程。每一个体现在微网概念的创新（如智能电力电子界面以及单独的智能为实现离网和在同步的开关）被创造特别是为了降低成本，改善规模更小的分布式发电系统的可靠性（如装机容量10~100KW的系统）。这个工作的目标是加速实现由规模更小的分布式发电系统提供的许多利益，例如他们在需求方面能够提供废热的能力（避免广泛的热分布网络）或在一定设备下为一些而非全部负载提供更好的功率质量。在电网的观点下，微网的概念是吸引人的因为它认出国家的分布式系统是广泛的，老的，会很慢的改变的事实。微网的概念使得不需要重新设计或重新建造的分布式系统本身的分布式发电的高渗透成为可能。二、新兴发电技术分布式电源技术应用有利于天然气技术是由于潜在的低空气排放。在备用状态和短期运行的应用里，以柴油为燃料的系统仍占主导地位。但目前的天然气更好的结合可用性，价格，环境要求。由于经济和环境的压力，活塞式发动机技术得到发展，向着改善能量密度，增加燃料利用率，减少排放。通过更好的设计和控制燃烧过程，天然气发动机的排放可以得到显著的改良。先进的稀燃天然气发动机氮化物排放量可达到50ppmv（百万分之一）标准，这是一个巨大的改善，但是在绝大多数的应用里，仍然要求使用催化剂。效率约为35%，目标是50%。不幸的是高效率和低排放目前尚未实现同步。微型燃汽轮机是一种重要的新型技术。它们机械结构简单，单轴设备，空气轴承和无润滑油。它们的设计结合了商业飞行器辅助电源的可靠性和汽车增压涡轮器的低花费。发电机通常是一个永磁机器，工作在可变转速（50000-100000rpm）。这种变速操作要求电力电子接口连接到电气系统。例子包括：Capstone的30kw和60kw产品，它们是由欧洲制造商Bowman和Turbec制造的。复杂的燃烧系统，低涡轮机温度，低燃料空气比导致氮化物的排放量少于10ppmv和固有的低碳化物排放。更大的气涡轮机，活塞式发动机，以及改良型都牵涉到更高的温度，这导致高得多得氮化物排放。微型燃气轮机能使用许多不同的燃料工作，这些燃料包括天然气和一些液体燃料比如汽油，效率大概在28-30%。燃料电池，通过氢气和氧气产生电能，只排放水蒸气。氮化物和二氧化碳是由生产天然气或其他燃料生产燃料电池的氢气过程中排放的。燃料电池比微型燃气轮机提供更高的效率和更低的排放，但目前很贵。磷酸电池已应用在200kw商业应用。高温固体氧化物和熔融碳酸盐电