量的综合治理相结合，在保证系统电压和频率等运行参数稳定的条件下，保证系统电能质量满足要求。
（4）分布式发电供能系统中的电源种类繁多、差异巨大，导致其运行特性极为复杂，运行规律难以掌握，灵活可靠的仿真工具是进行系统复杂动态行为研究的重要手段。本项目将把数字仿真技术的灵活性与物理模拟仿真的直观性加以有机结合，实现微网全过程的数字与物理混合仿真。在数字仿真中，重点解决系统从电磁暂态、机电暂态到中期、长期过程的全过程仿真问题，用于真实再现系统在各种运行条件下的稳态和动态行为；在物理模拟仿真中将重点构建结构变化灵活、装臵通用性强的仿真实验平台；混合仿真则主要解决数字仿真与物理模拟仿真的接口问题。在构建综合仿真系统的基础上，通过研究系统经济调度理论与分布电源能量管理方法，为解决含微网的电力系统的经济运行问题奠定基础。
本项目针对分布式发电供能系统未来5-10年的发展需求，对其所涉及到的科学技术问题开展研究，采用前瞻性理论探索与应用基础研究相结合的方法，拟在分布式发电供能系统应用的一些重要理论和关键技术问题上取得突破，为推动我国乃至世界范围内分布式发电技术更加广泛的应用，大幅度提高电力系统供电的可靠性和安全性打下良好的基础。其研究特点是充分重视理论与实践的结合，将分布式发电供能系统与常规配电系统作为一个整体来研究，侧重于二者间的相互作用与影响，关注系统整体性能的有效提高，以保障未来分布式发电供能系统和配电系统整体运行的安全性、经济性和可靠性。
1.2 技术路线
本项目将围绕分布式发电供能系统的重大基础理论与关键技术需求，开展从机理到方法，从理论到技术，从单元到系统，从实验测试到工程应用的全方位的理论和技术研发工作。项目具体的技术途经如下：
（1）单元设备实物模型＋数字仿真模型 ? 微网系统模拟和数字仿真模型 ? 微网系统模拟和数字综合仿真实验平台
针对微网内分布式发电设备、储能设备和负荷设备种类繁多、大小不一、特性各异，以及微网结构多样、控制方式多变的现实情况，构建出具有动态全过程仿真功能的微网数字仿真系统和运行灵活的微网物理模拟仿真实验系统，通过接口技术的研发，构建出综合仿真平台。
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（2）数字仿真＋物理模拟＋理论研究 ? 分布式发电与储能设备对微网特性影响 ? 微网与配电系统相互作用机理
分布式发电供能系统与配电系统之间的作用与影响是多方面的，包括稳态电压变化、暂态过电压、稳定性、故障响应特性、储能影响等，其影响的程度与分布式电源（包括储能系统）的类型、容量的大小、渗透率的高低、接入点的位臵、以及微网的结构、控制的方式等多种因素有关。为了全面系统地研究两者之间的相互关系和影响，必须在理论研究的基础上，通过数字仿真与实验研究才能够获得有实际价值的结论。
（3）经济性评价＋电能质量分析＋可靠性评估 ? 分布式发电供能系统的综合评价理论体系和指标体系
将分布式发电供能系统作为一个整体进行综合评价时，涉及到经济性、电能质量和可靠性等多方面的因素。经济性、电能质量和可靠性三者间相对独立又互相影响，既要研究三者各自的规律和特征，提出符合各自特点的评价指标体系，又要分析三者之间的相互联系和相互作用，从理论的高度提出分布式发电供能系统的综合评价体系和指标体系。
（4）分布式发电供能系统综合评价＋传统配电系统规划理论与实践 ? 含分布式电源的配电系统规划理论体系 ? 规划决策支持系统
首先对分布式发电供能系统进行综合评价，分析其结构、组成和运行特性，提出作为个体的分布式发电供能系统的规划和设计理论。在此基础上，在已拥有的针对传统配电系统规划的理论基础和大量实践经验的基础上，探索分布式发电供能系统的引入对传统配电系统规划理论的影响。以提高含微网配电系统的供电可靠性、运行安全性和经济性为主要目标，合理规划配电系统，开发出相关的规划决策支持系统。
（5）微网运行特性分析＋先进通信技术＋配电系统保护与控制理论 ? 微网保护与控制技术 ? 含微网配电系统的新型保护与控制技术
根据微网的特点和要求，研究基于通信网络的区域纵联保护原理与技术，以及基于通信网络的微网群控技术，解决现有保护控制系统存在的问题。含微网的配电系统是一个复杂的有源网络，考虑到配电系统具有多分支、多分段、多微网等特点，拟借鉴高压输电系统中基于被保护设备多端信息的纵联比较式保护或纵
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联差动保护原理，但又区别于传统的点对点的纵联保护模式，采用区域纵联保护的模式。
许多分布式电源及蓄电池、超级电容器等储能设备都需经电力电子逆变后才能接入微网，并与配电系统并网运行。微网系统的控制有两种方案可以选择，一是由配网调度中心进行集中监视和控制；二是实施分层分布式控制。由于受通信条件的限制和各个分布式电源所有者属性的多样性，难以实施集中控制。且鉴于分布式微网系统具有分层分区的结构特点，各个设备分散分布，适合采用分布式分层控制来实现微网系统的自治运行。为此，拟在采用通信技术进行必要数据交换的基础上，将基于多Agent的智能分布式控制技术应用于微网系统的控制，实现对微网系统内所有发电设备、储能设备和用电设备的协调控制，以确保微网系统在联网状态下能够安全、稳定、经济地运行，以及在孤网状态下保证对微网系统中关键性负荷的可靠供电。
（6）电能质量评价方法＋电能质量机理分析 ? 微网电能质量控制 ? 配电系统电能质量综合控制
通过分布式电源电能质量问题的机理研究，提出适用于电能质量分析与控制的系统建模和评价方法，获得电能质量指标受影响的规律，针对微网提出电能质量基本控制手段和方法，并对同一控制对象下各种基本控制方法进行技术经济成本、控制的静动态特性和控制效果进行对比分析，给出微网电能质量综合控制策略。在此基础上，结合配电系统电能质量相关领域已经取得的研究成果，给出含微网配电系统的电能质量综合控制方法，开发电能质量综合控制装臵。
（7）微网运行特性＋分布电源属性分析＋现代优化控制理论 ? 微网能量管理和优化运行
拟在对微网运行特性准确把握的基础上，针对分布式电源种类多等特点，将现代优化控制理论应用于分布式发电供能系统的能量管理研究，结合现代电力系统经济调度领域所取得的研究成果，将微网作为特殊的发电系统，以实现可再生能源利用的最大化、降低常规配电系统的能量损耗、保证整个供能系统的经济运行为目标，以满足安全性、可靠性和供电质量要求为约束条件，对分布式发电供能系统的电源进行优化调度、合理分配出力，实现分布式发电供能系统的优化运行。微网的经济运行和优化调度理论的实验验证拟在所开发的微网系统数字与物
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理综合仿真实验平台上进行，通过实验可以验证不同能源形式、不同运行模式、不同负荷特征、不同网络架构下的微网系统的优化运行技术。
1.3 取得重大突破的可行性分析
本项目承担单位在相关领域具有很强的研究实力，已经取得了一批标志性的高水平研究成果，项目组骨干成员大多活跃在科研第一线，具备承担重大项目的科研能力和经验，项目承担单位具备开展相关工作所需的良好的实验和工作条件，这些都为本项目取得重大突破创造了条件。
（1）项目承担单位在相关领域已经取得了大批高水平的研究成果。例如：近年来，本项目参加人员作为成果的主要完成人在配电系统规划、电力系统保护、电能质量、电力系统稳定性分析、无功补偿控制等方面获得了7项国家级科技奖励，很多成果与本项目直接相关，或者可以直接应用于本项目的研究工作，为本项目的开展奠定了很好的基础。
（2）项目承担单位具备很好的理论研究基础和合作研究基础。例如：天津大学、华中科技大学、西安交通大学、合肥工业大学、上海交通大学本项目组成员中有多人参加过电力系统领域的两个“973项目”和国家自然科学基金重大项目“电力系统广域安全防御基础理论及关键技术研究”的研究工作；天津大学作为组织单位，同上海交通大学、合肥工业大学、华北电力大学一起完成了教育部科学研究重大项目“分布式能源系统理论与关键技术研究”的研究工作，为本项目开展工作奠定了很好的基础。
（3）项目承担单位对于未来分布式发电供能系统将要广泛接入的配电系统有很好的了解。例如：天津大学和上海交通大学多年来一直从事配电系统的相关研究工作，天津大学所开发的《城市电力系统计算机辅助决策系统》已经成功应用于包括上海、北京、天津、广州在内的100多个城市的500多个区域电网的规划工作中。
（4）项目承担单位具备从事本项目研究的实验基础条件。每个项目承担单位都在本项目相关领域设有至少一个省部级重点实验室，南方电网公司技术中心设有国家工程中心，西安交通大学设有国家重点实验室。一些实验室特色鲜明，在分布式发电供能系统研究领域具有重要的影响力。例如：合肥工业大学建有到目前为止国内最先进、最完整的微网实验室，可以为本项目开展研究工作提供非常
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好的实验条件。华中科技大学建有“超导电力科学技术研究与发展中心”，也可以为本项目的开展奠定好的基础。
（5）项目承担单位正在建设实用化的研究平台。南方电网公司技术中心和天津大学目前正在承担着国家“863”目标导向项目“兆瓦级冷热电联供分布式能源微网系统并网关键技术与工程示范”。该项目重点在于示范工程建设和实验性研究，将于2010年完成，可以为本项目提供实用化的研究实验平台。天津大学的分布式发电供能微网系统示范大楼也已经完成施工设计，将于2009年底建成，可以为本项目开展工作提供更加综合的实验平台。
（6）项目承担单位具有很好的国际合作基础。目前，项目承担单位与美国、英国、澳大利亚、日本、香港、新加坡等国家和地区的大学和研究单位保持着实质性的合作关系，并已经在本项目相关研究领域开展了合作研究关系。例如：合肥工业大学设有高等学校中唯一的“可再生能源并网发电科学与技术创新引智基地（111工程）”汇集了李泽元（美国）、张榴晨（加拿大）、吴斌（加拿大）、陈哲（丹麦）、Nayar（澳大利亚）等国内外在新能源利用、分布式电力系统与电力电子领域著名的学者。项目具有良好的国际合作环境。 2. 创新点
本项目的创新性和特色主要体现在下述几个方面：
（1）在微网特性研究及微网与大电网相互作用机理研究方面有所突破。针对现代分布式电源、微网及含微网配电系统的特点，通过理论分析、仿真计算和模拟实验，研究其在不同运行模式之下的运行特征和动态特性；全面分析研究微网与大电网之间相互作用的机理，客观准确地评价微网在提高系统安全性、稳定性、可靠性和经济性等方面的积极作用和不利影响；通过研究寻求充分发挥其正面作用和消除不利影响的方法和措施。为充分发挥分布式电源在提高能源综合利用率、提高供电可靠性、提高系统稳定性等方面的作用，提供理论上的依据和指导，为进一步提高配电系统中分布式电源的渗透率奠定理论上的基础。
（2）建立适应分布式发电供能系统未来发展的配电系统灵活规划理论体系，构建大规模配电系统规划决策支持平台。结合我国配电系统的结构特征以及未来大量分布式发电供能系统接入系统的要求，针对分布式发电供能系统给规划工作带来的负荷不确定性、投资主体不确定性、容量与类型不确定性、设备可靠
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