微电网系统的重要专利研究

微电网系统的重要专利研究

卢娟

国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京市， 100096

摘要：本文介绍了微电网技术领域的主要技术，通过对微电网系统相关重要专利进行解读和分析，以期为我国微电网技术领域的发展提供参考。

关键词：微电网；并网；专利研究

1 引言

随着世界性的石化能源紧张，可再生能源利用已经作为世界性课题引入关注，其中太阳能、风能是最为普遍存在的可再生新能源，最大特点是取之不竭和无处不在。人们刚开始利用这些可再生能源发电的技术，通常都是采用集中发电、通过并入传统输变电网输送到用户端使用，但是由于其中采用大量的蓄电池、输变电设备、电力保护设备，建设成本较高。风能、太阳能、潮汐能、生物质等新型清洁能源的不断兴起，引发了世界范围内电力行业的又一次革命。基于上述原因，微电网技术作为一种新的发电和电网模式近年来受到了密切的关注。

目前，全球范围内对微电网的定义不甚统一。美国电力可靠性技术协会（CERTS） 给出的微电网的基本概念为：一种由负荷和微电源的集合，该微电源在一个系统中同时提供电力和热力的方式运行，微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供所要求的灵活性，以确保能以一个集成系统运行，其控制的灵活性使微电网能作为大电力系统的一个受控单元，以适应当地负荷对可靠性和安全性的要求，当微电网与主网因为故障突然解列时，微电网还能够维持对自身内部的电能供应，直到故障排除。欧洲标准提出要充分利用分布式能源、智能技术、先进电力电子技术等实现集中供电与分布式发电的高效紧密结合，并积极鼓励社会各界广泛参与电力市场，共同推进电网发展。日本标准对微电网的定义为：微电网是指在一定区域内利用可控的分布式电源，根据用户需求提供电能的小型系统。我国对微电网的定义为：由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

2 重要专利分析

1.1 CN101330211 A

该专利发明名称为：一种综合利用可再生能源发电与用电的微电网系统，其是由沈阳西东控制技术有限公司于2008年7月16日申请的一件专利，该专利是相对较早的一篇关于微电网系统的专利申请，已于2011年2月9日授权，并与授权后申请人对该专利进行了技术转让。该专利认为微电网系统包括MGC微电网主件和多个BMG微电子网；BMG微电子网通过数据通信控制总线与MGC发电与控制装置连接，构成MGS微电网系统。BMG微电子网由可再生能源发电装置与交直流稳压装置和发电监测装置连接，接着连接应急电源EPS14或不间断电源UPS，再连接负荷监测装置，外接负荷回路的同时与MGC发电与控制装置连接；负荷回路与市电切换装置连接，该装置信息输入端与MGC发电与控制装置输出控制端连接。软件包括发电参数在线实时监测、模型预测、负荷回路的计算与优化、供电回路切换控制和电量的自动计量管理、通讯和MGS微电网系统的集中控制与管理等程序。该系统设计较为科学、具有较强的实用性和先进性，适宜城乡供电。该专利及其同族专利被引证多达11次。

1.2 CN101512866 A

该专利发明名称为：微电网系统的构筑方法，该专利申请人为日本的清水建设株式会社国立大学法人东京大学，其优先权日为2006年9月8日，是日本在微电网系统领域中较早的一篇关于系统结构的申请文件。该专利在日本、新加坡、中国都被授权保护。其技术方案主要用于构筑将包含多种类电源的分布式电源统一地控制运用的网络而对特定区域供给电力，该方法具体包括：测量所述特定区域的负荷变动，从而对所述负荷变动的数据进行频率分析的步骤；基于所述多种类电源的各自的频率响应特性而决定所述多种类电源的各个电源分别担负的分担频率，并基于所述分担频率而将负荷变动的频率分析结果分配给所述多种类电源的各个电源，以求对所述多种类电源要求的容量。该方案从分布式电源的选择或构成的决定阶段起，就考虑到在各个分布式电源的性能上能够实现均衡的运行，所以能够使微电网系统中的发电和负荷之间的平衡一致。该专利及其同族专利被引证多达12次。

1.3 CN101207284 A

该专利发明名称为：控制微电网的系统和方法，该专利申请人为美国的通用电气公司，其优先权日为2006年12月15日，是美国公司在微电网系统领域中较早的一篇关于微电网系统的申请文件。该专利在中国、美国、日本、加拿大、欧专局都获得了授权保护。该技术方案认为微电网系统包括：微电网资源，至少一个所述微电网资源包括类型不同于所述微电网资源中的另一个的资源；用于将所述微电网耦合到大型电网的连通线；以及连通线控制器，所述连通线控制器被耦合到所述连通线并且被配置来用于响应于来自大型电网运行实体的命令、微电网系统条件、大型电网条件或者其组合而提供连通线控制信号，以调节相应的微电网资源中的有功和无功功率。该技术方案涉及多种类型发电机的微网应用，将微电网连接到主网，协助大电网运行并提供系统性能，并最小化了微电网的损耗。该专利及其同族专利被引证多达51次，可见该专利在微电网技术领域中的引导作用。

3 结束语

微电网系统领域中的重要专利，其评判标准包括专利的同族数量、被引证次数、以及法律状态等。从重要专利的主要技术内容进行分析，微电网的并网、离网对大电网的影响，以及各个微电源的产能利用率等是以上专利涉及的主要内容。由于微电网是一个可以实现自我管理、控制、保护的自治系统，它可以作为完整的电力系统独立运行，也可以与外部大电网并网运行。从国家能源转型、社会行业发展和电网企业发展来看，未来智能电网对适应于能源结构、行业进步和社会发展的微电网技术有巨大需求。因此微电网将在未来电网中发挥重要的作用。

参考文献：

[1] 鲁宗相，王彩霞，闵勇，周双喜，吕金祥，王云波. 微电网研究综述[J].电力系统自动化，2007，（19）：100-107

[2] 杨新法，苏剑，吕志鹏，刘海涛，李蕊. 微电网技术综述[J].中国电机工程学报，2014，（1）：57-70

作者简介：卢娟1985年生，女，汉族，甘肃人，助理工程师，主要研究方向：电力系统。