分布式能源技术（精选12篇）
分布式能源技术 篇1
1 太阳能发电及其并网技术
太阳能发电技术主要利用光伏特性效应发电。
1.1 并网技术研究
欧洲等国家的太阳能光伏发电发展方式是“分散开发、低电压就地接入”, 而我国则不同, 呈现出“以大规模集中开发、中高压接入”与“分散开发、低电压就地接入”并举的发展特征。光伏并网发电有广阔的应用前景。
1.1.1 光伏并网发电的关键技术
电磁兼容性;
夜间零耗电技术;
电能双向计量技术;
孤岛效应保护技术;
太阳能并网技术的研究;
光伏阵列的最大功率跟踪技术 (MPPT) ;
组件的绝缘技术;
其他的安全问题 (如防雷) 。
1.1.2 光伏发电面临着入网挑战
电能质量问题。光伏发电并网逆变器易产生谐波、三相电流不平衡, 输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变, 需要进行治理。光伏电源出力随机且变化幅度大, 自身不具备惯量, 需要增加电网的旋转备用容量进行调节;供电可靠性指标分析、电压无功控制、电能计量计费以及与电网自动化系统的信息交互等各种运行控制措施也存在技术问题。对于接入配电网的大量分布式光伏电源, 原来辐射状配电网络变为多电源结构, 需加装有效的多种保护。
1.1.3 光伏并网系统的标准与规范综述
现有并网标准缺少电网的规划、安全运行和可靠性等重要内容。
目前光伏并网发电标准严重滞后, 法规稀缺, 尚未建立光伏并网的检测标准和管理体系, 如表1。
仅针对小型光伏电站电能质量和基本安全性提出了要求。
(1) 光伏电站接入电网技术规定。符合一般原则按照电压等级对光伏电站进行分类:小型光伏电站、中型光伏电站和大型光伏电站。一般小型光伏电站安装容量不大于200k Wp;定义了可逆和不可逆接入方式;并网性能:电能质量要求;功率控制与电压调节;电网异常时的响应特性;安全与保护。
(2) 电能质量要求:在线检测要求需加装在线检测装置, 小型光伏电站具备一年及以上的存储能力。具体要求参照现有相关国家和国际标准。如表2。
(3) 分布式并网的可行性。
基本原则:主要基于建筑物便面, 就近解决用户的用电问题, 通过并网实现供电差额的补偿与外送。光伏电源处于用户侧, 发电供给当地负荷, 视作负载, 可以有效减少对电网供电的依赖, 减少线路损耗。充分利用建筑物表面, 可以将光伏电池同时作为建筑材料, 有效减少光伏电站的占地面积。与智能电网和微电网的有效接口, 运行灵活, 适当条件下可以脱离电网独立运行。理论基础:一直致力于光伏特效应的研究, 基于2k W光伏发电设备的基础上, 对光伏阵列的最大功率跟踪技术 (MPPT) ;孤岛效应保护技术;电能双向计量技术;夜间零耗电技术;光伏发电并网逆变器谐波、三相电流不平衡等问题进行实验研究, 为光伏的科研做铺垫。
1.2 太阳能热风发电及其并网技术
1.2.1 太阳能热风发电
太阳光以辐射形式加热集热器下面的地面, 使之温度升高, 形成持续的气流流动。如图1。
1.2.2 太阳能热风发电并网技术
塔式太阳热发电系统的设计思想是20世纪50年代前苏联提出的, 世界上灯一座并网运行的塔式太阳能热电站是在1981年由法国、原联邦德国和意大利联合建造的。在聚光类太阳能热发电系统中, 控制系统的主要功能是控制和监测整套太阳能热发电系统的运行状态。本文研究了集成控制的一般过程、设计中需注意的问题, 以及各种太阳能热发电系统中自动跟踪太阳的方法, 并以我国第一座塔式太阳能热发电站为例进行详细说明。对槽式太阳能辅助燃煤发电系统进行分析, 计算得到系统的效率, 与单一的太阳能热发电系统效率相比, 有所提高;得出了系统各个部位损失的大小及其分布, 为太阳能辅助燃煤发电系统的集成优化提供基础。如图2。
2“沙漠及绿地灌溉”应用技术
2.1 沙漠及绿地灌溉技术
获取太阳能实现TMPPT (True Maximum Power Point Tracking) 最大功率跟踪和有效地利用水资源提高灌溉效率也是近年来研究的热点。根据地区优势, 利用太阳能灌溉系统对绿色植物进行精准灌溉等方面具有广阔的应用前景。
光伏水泵技术是利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能, 然后通过控制器去驱动电机带动水泵从水源抽水。光伏水泵系统是将光伏水泵和蓄电池有机地结合起来, 使得太阳能光伏阵列输出的电能得以最优应用。在沙漠地区和其他绿地地区, 可以根据当地日照时间分析出植被的最佳灌溉时间, 从而可以使光伏灌溉系统适时适量灌溉, 保证水源利用最大化。光伏水泵及照明综合应用系统构成原理框图如图3。
系统由太阳电池阵列、具有TMPPT功能的控制器、电机、水泵、充/放电控制器和蓄电池和蓄水池组成。当有光照时, 系统可以自动地利用光伏阵列的输出电能带动电机和水泵进行抽水, 一部分给储水池储水, 另一部分直接送植被灌溉:滴灌、喷灌和沁水。如果控制器检测到有多余的电量, 控制器启动蓄电池充电, 在植被生长期间 (夜间) 给予灌溉。这不但能有效提高植物的生长, 更有效地利用太阳能。
2.2 技术的应用
根据沙漠及绿地地区特点, 从现场查看植被生长环境、光照特点、水源深度, 合理设计构架, 总结系统分布解决光能最优化吸收, 光能储存, 自动控制, 动力驱动, 水源保护及合理灌溉问题, 设置手动和自动灌溉系统。在植被需要晚上灌溉时, 自动状态, 控制器有一组感光系统, 检测到夜间时, 启动夜间浇灌系统。其基本装置是太阳能电池板, 产生的能源驱动电动机水泵, 根据白天和夜晚对水分蒸发量的不同对沙漠及绿地植物进行灌溉。如图4。
系统中设置多种灌溉方式, 可以把水储存到储存池中, 在植物需要灌溉季, 人工可达到自动状态。可以有选择性地进行给植被灌溉, 分别有滴管、喷灌、沁管、低压管灌等方式, 根据植被的不同选择不同浇灌, 这样有利于植物的生长。广泛采用滴管技术至少节省55%的用水量, 提高20%的灌溉效率;采取喷灌时, 按照总的用水量, 大约可以节省45%左右的用水量, 在同样用水量的基础上可以提高25%的灌溉效率;在采用低压管灌时, 可节省37%的用水量, 可使效率提高20%到25%。光伏水泵系统具有无噪声、无污染, 不消耗常规能源、高可靠性等优点。太阳能灌溉系统是“光、机、电一体化”系统, 可以不依赖常规能源, 实现系统独立提水, 完成沙漠及绿地植被的灌溉任务, 促进生态修复, 提高整个生态系统的可持续支撑能力和维持整个生态系统的良性平衡。
参考文献
[1]江渝, 黄敏, 姜琦, 梁波, 王维俊, 郑群英.电感双电容自调节逆变系统输出电压质量的控制[J].中国电机工程学报, 2015 (02) .
[2]年珩, 曾嵘.分布式发电系统离网运行模式下输出电能质量控制技术[J].中国电机工程学报, 2011 (12) .
[3]朴在林, 张萌, 丁文龙.户用型光伏电池板积灰密度对转换效率影响研究[J].中国农机化学报, 2015 (04) .
分布式能源技术 篇2
根据相应的规定得知，在分布式发电技术并入智能电网技术的过程当中，首先需要了解分布式发电技术的分布状况以及负荷增长的程度，之后以此为依据对分布式发电技术在智能电网技术当中的接入位置、接入容量进行适当调整。调整中需要依照相应的标准来开展工作，标准可以依照IEEEP1574内容来进行选择，本文对IEEEP1574进行了解之后确认，其标准适用于所有低于10MVA的分布式电源入网。
3.2分布式发电技术并入智能电网控制方法
分布式发电技术并入智能电网之后会发生一系列的问题，针对问题的特性进行分析可见，其大多数问题都存在难以控制的特性，因此为了保障分布式发电技术在智能电网当中的合理运作，需要采用相应的控制方法。本文主要介绍了电力电子技术、功率管理系统两种控制方法，具体如下文所述：(1)电力电子技术。在电力电子技术领域中，一种即插即用的技术受到了广大用户的青睐，本文通过前人研究了解到，此项技术能够对分布式发电技术与智能电网并行进行有效控制，控制侧重点在于协调性控制、能量控制。应用当中，首先采用电力电子耦合技术构建并行电路，此电路有两个显著的功能特点：①支持接口快速转换;②限制短路电流。其次，在电力电子耦合并行电路当中，可以始终保持短路电流低于额定电流200%，以此维持电路的稳定性。此外，虽然此项技术的性能良好，但同样存在一个“致命”的缺陷，即当电力故障发生之后无法恢复系统的电压与频率，不利于配电运作。(2)功率管理系统。此管理系统主要是针对上述电力电子耦合并行电路缺陷而设定的，其中包含了许多控制模块，可以针对电力电子耦合并行电路中的无功、有功电力潮流进行控制，因此可以作为电力电子耦合并行电路的终端处理系统。通过实际应用发现，功率管理系统具备3种不同的控制模式，即电压下垂特性调整、电压调整策略制定、电力潮流因子校正，因此该管理系统的灵活性也相对较高，可以避免电压下垂特性出现偏离、电力总线合理电压维持、校正电力潮流因子实现母线无功补偿。此外，因为功率管理系统本身不具备通信功能，所以也存在一定的弊端，对此本文建议电力单位采用相应的优化方法来进行改善，例如智能电网高级故障管理系统。智能电网高级故障管理系统能够在电力发生故障时，通过通信功能使分布式供电应用转化为孤岛模式，避免了故障的扩散。
4结语
本文主要分析了分布式发电技术与智能电网技术的协同发展，分析首先对分布式发电技术进行了概述，了解了此项技术的应用面以及应用优势，之后针对分布式发电技术并入智能电网技术后产生的问题进行分析，了解了此两项技术并入的难度，最终提出了两者协同发展的方法，主要包括标准设定、控制方法两个部分。
参考文献
[1]陈丽丽.智能电网大数据处理技术现状与挑战[J].科技资讯，，15(9)：56.
分布式能源迎“佳期” 篇3
分布式能源具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活等特点。但是，分布式能源在发展过程中还存在并网、供电质量、容量储存、燃料供应等问题要解决。
今年6月25日，国家能源局提出《分布式光伏发电示范区工作方案》，进一步明确了光伏发电补贴政策，鼓励各地分布式光伏项目采用“自发自用”模式运营，拟定的度电补贴为不超过0.45元/千瓦时。
尽管到目前为止，国家发改委还没有正式公布光伏发电的入网电价方案，但分布式光伏发电示范区的启动，将直接推动并网补贴电价的落实。届时，我国分布式能源发展的最大瓶颈——并网难问题将被扫清障碍，分布式能源将借力电价补贴的方式打破发展速度慢的僵局。而分布式能源企业早已嗅到商机，蠢蠢欲动，行业爆发进入倒计时。
最佳的能源方式
分布式能源是相对于集中式供能而言的一种供能方式。目前，主流的集中式供能，如传统的火力发电、大型水利发电等，因为远离终端用户，在储能技术还没有突破的现实环境下，远距离传输必然对能源造成损耗。
同时，传统的集中式供能因无法储能，也造成了很多资源的浪费。比如，用户平均每天需求100度电，那么，电厂就以每日发100度电为准。若某天用户用电量高了，那可能会造成局部停电；若用户用电量低了，那么电厂多发的电也白白浪费了，因为传统的集中式供电没有形成供需互动。这就是我们一直倡导的“地球一小时活动”饱受质疑的原因，因为电能无法储存，导致了大量能源浪费。
而分布式能源是即发即用，不需要远距离输送，其靠近用户、梯级利用、一次能源利用效率高、环境友好、能源安全可靠等优势，被认为是一种最佳的能源发展方式。
国内具有代表性的分布式能源有两种：第一种是将冷/热电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式直接安装在用户端，独立输出冷、热、电能系统。第二种是安装在用户端的能源系统。一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅；二次能源以分布在用户端的冷、热、电联产为主，其他能源供应系统为辅。将电力、热力、制冷与蓄能技术结合，直接满足用户多种需求，实现能源梯级利用，并通过公用能源供应系统提供支持和补充，实现资源利用最大化。
近年来，分布式能源已成为中国能源战略的关键一环。国务院《能源发展“十二五”规划》首次专辟一节提出大力发展分布式能源，要求到2015年建成1000个左右天然气分布式能源项目。
我国对能源消费总量的控制也为分布式能源发展提供了机遇。目前，我国能源利用率仅有33%，比发达国家低约10个百分点；我国单位GDP能耗是美国的2.5倍、欧盟的5倍、日本的9倍。由此，面对巨大的节能减排压力，扩大分布式能源开发利用正是突破口之一。资料显示，如果分布式发电量达到现有发电量的5%，即可替代7000万吨标煤，相当于少建64台60万千瓦大型燃煤机组。
我国目前处在工业化和城镇化快速发展的重要时期，能源需求仍面临刚性增长。而同步进行的区域总体规划和分布式能源规划，将使建设更多的区域型或大规模的分布式能源系统成为可能，为实现能源体系变革和节能减排目标提供更有利的条件。
技术瓶颈需突破
面对分布式能源发展的前景，国内外众多企业已开始试水分布式能源，比如新奥集团、双良节能、中国华电、施耐德等一批清洁能源企业正在推动分布式能源建设。但是，由于受我国目前的用能形式限制，分布式能源虽受到热捧，但并未出现跃进式发展。
从国内分布式能源供应系统建设及应用情况来看，供能企业大多依赖单一能源，多会选择天然气、太阳能、风能中的一种为客户提供解决方案，从而使分布式能源发展受到地域、环境、成本等方面的限制；在供输方面，分布式能源发电上网、并网、配电均存在一些亟待解决的技术问题，分布式供应与集中式供能之间调配困难，难以弥补分布式能源不稳定的缺陷。
我国如果能够组合多种能源及多样化的供应方式，因地制宜，设计出一个综合解决方案，将大大推进分布式能源的发展。7月初，首届国家级经济技术开发区生态园国际合作（EPIC）联席会议在青岛经济技术开发区召开，会议重点探讨的青岛中德生态园应用的新奥泛能网技术，就给出了一种全新的区域分布式能源建设与应用思路，它将各种能源和信息流结合在一起，形成了一种高效的能源利用系统，不仅针对传统分布式能源供能不稳定等问题提出了解决之道，还基于多种类分布式能源站，提出了一揽子能源解决方案。
从能源结构来看，泛能网不以单一能源供应为主，而是将天然气、风、光、地源热、水源热等多种能源，根据客户需求进行匹配和调度；从供应方式来看，利用泛能站集成技术，不仅能够将分布式与集中式供应进行有效协同，还能形成多个泛能站之间的能源调？配。
同时，泛能网还利用智能化控制和云计算技术，形成供需互动、有序配置、节约高效的智能用能方式，实现能效最大化。如今，泛能网技术的研发者新奥集团正借其向用户提供“清洁能源整体解决方？案”。
与传统分布式能源系统相比，泛能网不但实现了自然资源、可再生能源及周边余热资源的综合利用，更能够实现与国家电网、市政燃气、市政热力等主干网络之间的智能化调度，将信息网、能量网和物质网耦合成智能协同网，通过气、电、热等能源的梯级利用和智能协同，呈现出能源清洁生产、供需互动、互补调峰、高效利用、节能减排的园区能源利用新模式。
分布式能源产业能够包容多种商业模式，具有创造多元利润、提升经济效率的巨大潜力。
然而，在我国分布式能源发展初期，仅靠少数企业或者项目的推动，并不能促进分布式能源的快速发展，体制障碍、发展经验不足、综合性技术不够等都成为了分布式能源发展的制约因素。
在当前条件下，需要政府部门进一步明确激励机制，设法对分布式能源项目给予财政税收等政策优惠，通过灵活的市场手段来激励电网公司积极参与分布式能源及相关产业的发展，支持各种性质的企业参与分布式能源项目的建设，既鼓励节约、环保的创新技术，又鼓励专业化的能源服务公司的发展，将分布式能源产业的生态效益与经济效益有效结合，使之成为我国经济发展下一个增长点的有力支撑。
分布式能源系统微型电网技术 篇4
1 微型电网
微型电网是近几年兴起的一种新兴技术, 研究人员从不同的角度对其概念进行了诠释。美国电力可靠性解决方案协会 (Consortium for Electric Reliability Technology Solutions) 给出的定义是:微型电网是在公用的电网级别下的一个小型的电力系统, 通常被认为属于配电网的服务范畴, 但是, 在某种程度上微型电网是可以脱离配电网而独立运行的。美国的Hatziargyriou N D和Dimeas A则认为:微型电网供电技术是可以供电并储能的装置, 但它是利用一次能源来使用的微型的电源, 其可以实现冷、热、电三方的相互联系。Lasseter R H、Lasseter R H和Paigi P.Microgrid认为微型电网是由负载和微型电源组成的, 它是具有高质量的电能且可以脱离配电网而独立运行的独立的、可控制的系统。
2 整体能源系统中的微型电网
整体的能源系统 (Integral Energy System, IES) 的用途是多方面的, 如为电气设备供电、进行电力驱动、供热、制冷、提供照明用电以及为商业和公共建筑物进行室内送风、除湿等。在整体能源系统中, 如果发电时使用内燃机、燃气轮机或燃料电池, 可以采用吸收式制冷机和干燥除湿器, 也可以通过采用热回收装置使其产生蒸汽或热水, 还可以通过回收余热用来制冷、供热和控制建筑物内的湿度, 通过这些方式可以明显提高能源的利用效率, 研究表明最高可提高85%, 而通过与传统供能系统的比较表明, 这种能源系统可以节省能源达40%以上。因此, 相关研究人员为这种系统赋予了新的意义, 即建筑物当中冷、热、电联供系统, 它有三种形式的缩写, 即:CHP (Cooling, Heating and Power for Buildings) 、BCHP (Buildings Cooling, Heating and Power) 和CCHP (Combined Cooling Heating and Power) 。采用所有子系统并列运行的方式, 可以提高整体能源系统IES的供能可靠性。
3 微型电网技术在分布式能源系统中的应用
3.1 分布式电源及接入模式
电力市场在国际上的拓展过程中, 发电投资的回报周期比较长, 而且国际上还出现过几次大面积的停电现象, 受这些因素的影响, 在新增的电源中, 分布式发电设施的比例出现了急剧上升的趋势。全球新增电源在2000年、2004年、2008年分别为110GW、114GW、120GW, 其中, 分布式发电设施所占的份额从3%增加到7%, 最后上升到40%。由此也使我们面临着如何应对分布式发电的日益发展问题。
在IEEE1547分布式能源系统的区域电网中有三种模式的局部电力系统与区域电力系统 (Area Electric Power System, Area EPS) 相互联系, 其中局部电力系统1 (Local EPS1) 是地方电力系统, 它负荷通过PCC (Point Common Coupling) 直接受电;局部电力系统2 (Local EPS2) 是分布式电源, 它通过PCC与Area EPS并列;局部电力系统3 (Local EPS3) 是分布式电源和负荷, 它通过PCC与Area EPS并列。当出现区域电力系统强于局部电力系统时, 用户可以直接控制分布式发电设备的启停, 也可以通过在配网侧安装逆功率继电器, 使其在正常的状况下不向电网注入功率。
对于局部电力系统Local EPS2和Local EPS 3, 当分布式的发电机组启动、停运或出现异常以及故障, 就会对区域电力系统产生明显的影响, 此时, 必须通过区域电力系统与DR的互联系统ICS联网。
3.2 分布式电源并网技术
ICS (Inter Connection System) 互联系统是微型电网的一个至关重要的部分, 它对技术的要求最高, 其设计也最为复杂且变化最多, 它包括系统及稳态的控制设备、电气的保护设备以及辅助的设备等, 还包括分布式的电源DR能量的转换装置逆变与整流器、感应的同步发电机等。
ICS的功能主要有:控制系统的启动和停止、输入和输出等;自动调整系统的稳量电压、电流、功率和电量等, 以确保电能的数量与质量;当系统出现异常或故障时, 采取措施保护系统原件并进行安全控制。
分布式电源DG中的内燃机、燃气轮机以及生物质能发电等的能量转换都是通过常规的同步发电机来实现的。
4 结语
发展使用分布式能源, 可以有效提高能源的利用效率、实现能源的集约化发展, 从而保障我国经济社会的可持续发展。
分布式能源系统微型电网技术结合了现代的能源转换、电力电子、电网和自动控制等技术, 并在此基础上发展起来, 成为当代电力系统应用当中的一项最新型的技术, 代表了电力系统的最新科技成果, 它因具有众多的优点而成为未来世界能源技术发展的重要方向。
参考文献
[1]鲁鸿毅, 应鑫龙.微型电网联网和孤岛运行控制方式初探[J].电力系统保护与控制, 2009, (11) :38-39.
分布式太阳能技术（最终版） 篇5
第一档（月）：180度以下，收费标准在0.56元/度
推荐安装1KW-2KW发电设备，投资1—2万元左右，全部自用成本回收年限7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右。
综述：成本回收年限在7—8年左右
第二档（月）：180度—260度，收费标准在0.61元/度
推荐安装2KW-3KW发电设备，投资2—3万元左右，全部自用成本回收年限6.7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右
综述：成本回收年限在6.7—8年左右
第三档（月）：260度以上，收费标准在0.86元/度
推荐安装3KW以上发电设备，投资3万元以上，全部自用成本回收年限在5.5年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右
综述：成本回收年限在5.5—8年左右
投资家用太阳能发电不仅在一定程度上摆脱对传统电力的依赖，还是一份高回报无风险的对未来收益拥有充分保障的投资，更是您对全球碳减排做出的一份努力。江阴中望光伏科技有限公司，专业提供太阳能发电一站式服务，质量有保障，如果您有相关需求，请拨打我们的联系电话：400-600-5338。
家用、屋顶按阶梯电价算（算上国家0.42元补贴，若地方暂无补贴）：
第一档（月）：180度以下，收费标准在0.56元/度
推荐安装1KW-2KW发电设备，投资1—2万元左右，全部自用成本回收年限7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右。
综述：成本回收年限在7—8年左右
第二档（月）：180度—260度，收费标准在0.61元/度
推荐安装2KW-3KW发电设备，投资2—3万元左右，全部自用成本回收年限6.7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右
综述：成本回收年限在6.7—8年左右
第三档（月）：260度以上，收费标准在0.86元/度
推荐安装3KW以上发电设备，投资3万元以上，全部自用成本回收年限在5.5年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右
综述：成本回收年限在5.5—8年左右
投资家用太阳能发电不仅在一定程度上摆脱对传统电力的依赖，还是一份高回报无风险的对未来收益拥有充分保障的投资，更是您对全球碳减排做出的一份努力。江阴中望光伏科技有限公司，专业提供太阳能发电一站式服务，质量有保障，如果您有相关需求，请拨打我们的联系电话：400-600-5338。
家庭屋顶怎样安装光伏发电系统？
发布者：gaoming发布时间：2016-08-17 10:39:54浏览：100
近年来，太阳能光伏发电这一绿色能源走进了人们的视野，我们看到一些山上排布整齐、大气的蓝色光伏组房以及一些居民区屋顶上也会发现光伏发电系统。光伏发电开始走进了我们的生活中，有不少朋友很好奇，太阳不能也安装一套呢?不要着急，下面PVtrade光伏交易网来给您介绍一下屋顶到底怎么安装太阳能光伏发电系统
1、安装光伏发电系统的屋顶类型要求
一般情况下分为水平屋顶和斜屋顶，水平屋顶即屋顶是平面的，主要以水泥屋顶为主。斜屋顶包括彩钢斜屋的话，南方一般以角度大的斜屋顶资源为主;中部地区兼有，而东北地区则大部分是陶瓦屋顶资源。
日常用电单位为千瓦时，安装太阳能光伏发电系统通常以功率单位千瓦来计算。安装设备位置主要以向阳面光伏发电系统大小，详细参考如下表：
2、光伏发电设备安装条件
这些数据是怎么计算的呢?由于水泥屋顶放置光伏组件时，需将组件倾斜一定角度，用以保证光照尽可能垂光伏支架将组件固定，为避免前后排组件间遮挡，要空余一定间隔。间隔大小根据地区有所差异，一般每千瓦光平米左右。斜屋顶可直接敷设于屋顶上，因此可忽略间隔，而斜屋顶每千瓦组件需屋顶面积在10-15平米左右。
在安装光伏系统时，首先要保证在避免破坏屋顶的情况下安装。
对于水泥平屋顶来说，对于使用防水层的屋顶，比如覆盖沥青等。要尽量避免在屋顶打孔，可采用放置水泥基础下面垫橡胶垫以保护防水层，并防止水泥基础的滑动。
对于斜屋顶而言，瓦式屋顶需将瓦片掀起，将陶瓦挂钩固定在房梁上或水泥层上。因此部分地区建造房屋顶致陶瓦挂钩附着力下降，因此要寻找更合理的方式安装;彩钢屋顶可根据彩钢类型进行夹具式或打孔式安装，打
3、光伏发电系统发电量
对一般家庭来说，安装一套3-5kW光伏发电系统即可满足日常用电所需。例如河北地区一套3千瓦系统平以供给户用个体使用。
由于地区不同，下面以3千瓦光伏发电系统为例，光伏交易网为您整理了各地区3千瓦系统每日发电量汇总
若您不属于以上城市，可根据就近原则作为参考，由于安装角度不同、光照情况的变化以及设备的差异，可若想要系统达到较高的性价比，需要更合理的优化匹配才行。
四、安装光伏发电系统价格
大多数人最关心问题大多集中在价格方面。根据现在光伏市场上光伏发电系统平均价格计算，一套3千瓦的而安装环境难度及光伏产品品牌和质量等也会影响价格的高低。
光伏发电已经成为很多朋友关注的热点，那么光伏发电系统到底是什么样子?我们自家屋顶想要安装需要知道哪些东西呢?
首先我们应该了解大致流程是什么，下面笔者为大家介绍一下如何安装一套家用光伏系统。
一、根据屋顶情况计算装机容量
一般情况下，我们估算自家屋顶能够装多大光伏系统，可根据下面公式进行计算：
水泥平屋顶：装机量=80瓦/平米×屋顶面积;
彩钢或瓦屋顶：装机量=100瓦/平米×屋顶面积;下面是笔者为大家测算的装机量可供参考：
二、光伏系统发电量
对一般家庭来说，安装一套3到5kW的光伏发电系统即可满足日常用电所需。例如河北地区一套3千瓦系统平均每天可发电12度电左右;5千瓦系统一天发电量平均在20多度，天气较好的时候可达到30度以上，足以供给户用个体使用。由于地区不同，温度和光照条件不同，所有发电量会有所差异。
三、了解当地光伏补贴政策
想要安装光伏发电系统，了解补贴政策必不可少，这关乎到我们能够获得多少收益!光伏补贴分为国家补贴和地方补贴，国家补贴为0.42元/度电，共补贴20年，地方补贴因各地政策不同而有所差异，今后笔者会将汇总的地方补贴政策陆续分享给大家。
一般家用系统的光伏补贴主要和我们的上网模式有关，分为两种情况：
1.自发自用，余电上网模式：即光伏所发的电量优先为用户的家用电器等设备使用，用不完的电量卖给国家电网。当然，所发电量不够用时，家用设备用电还需要从电网取电。
补贴金额为：自用电量×(国家补贴×补贴年限+地方补贴×补贴年限)
其中：国家补贴0.42元/度，补贴20年;各地方补贴政策不同，详细情况可加笔者微信进行咨询。
2.全额上网模式：所发电量全部卖给国家电网。
补贴金额为：发电量×(国家补贴×补贴年限+地方补贴×补贴年限)
其中：国家补贴0.88元/度-0.98元/度，补贴20年;各地补贴政策不同。
按照河北(冀南地区)补贴条件计算，假如一天发电25度，按照全额上网测算：
日收益为：22度×(国家补贴0.98元/度+地方补贴0.2元/度)=25.96元
年收益为：25.96元×365天=9475.4元
按照全额上网模式计算，我们一年的收益可以达到9475.4元左右。大家可以根据两种收益进行测算比较，选择收益较高的上网模式。(算法不清楚的也可咨询笔者哦!)
四、系统成本报价
看完了每年能得到的补贴，有人会问，我们建这一套系统需要多少钱呢?下面笔者为您呈上设备价格单，以供参考：
注：产品价格根据品牌、采购量、时间等有所差异，以上价格仅供参考。
由上表可知，一套5千瓦的光伏系统基本在8.5元/瓦的价格，一套系统做下来要在4万多元左右。不同的厂家产品价格会有所差异，但是笔者需要提醒大家不要贪图一时便宜，买到不合格的产品哦!辛辛苦苦安装好的光伏系统，若是没几年就不发电了，咱们岂不是要赔惨了?
五、并网申请流程
知道了安装系统的相关知识，我们还需要到电网公司进行并网申请，保证安装好后能够与电网相连，才能拿到补贴和售电收益!
第一步：带上身份证，房产证(土地使用证)，到当地电力局，规模不同受理单位是不一样的，家用系统到区县电力局就可以办理。
第二步：制订接入系统方案，这一步是电网公司完成的，不需要你做，静等消息吧，当然，有些地方电网公司会让你等得比较久。
第三步：确认接入系统方案，这一步主要就是确认是全额上网还是余电上网，一般来说，业主用电电价比较高且用电量较大的适合自发自用模式，否则直接选全额上网即可。
第四步：出具接网意见书，就是原则上同意接入电网了。
第五步：找一个有资质的施工单位吧，参考以上的表格价格去谈价吧，太低的价格可是做不出来好的系统的，最好是选择正规可靠的厂家，不要贪图一时的便宜，安装的系统质量无法保证，售后找不到人可就悲剧了哦!
六、建光伏电站
现在开始建电站了，首先施工方会来看场地，并出初步的图纸，一般有平面图，效果图，工程预算等，现在一般选用255W-260W组件，系统示意图见如下。
电气连接示意图
组件安装示意图
有经验的工程队大约只需要二个工作日即可完成施工，这个过程是非常快速的，然后，你家的屋顶上就多了一个漂亮的光伏电站啦!
七、并网验收
“分布式能源”佳期如梦? 篇6
与喧嚣浊重的大多数广州街头不同,广州大学城里,四处空气清新,碧水环绕。工作生活在其中的师生津津乐道于为他们工作生活中的冷、热、电供能的一座分布式能源站。这个分布式能源站通过能源的梯级利用,使系统的综合能源利用效率达78%。余热锅炉排烟温度也由140℃降至90℃左右,对环境的影响大为降低。
“传统的火力发电厂,煤燃烧发电的利用率是35%左右,用煤做燃料发电并供热的热电厂,能源利用率在45%左右。但我们这个能源站可使能源利用效率提高到78%甚至更高。”华电集团新能源发展有限公司副总经理霍广钊说。
华电试验
华电集团新能源发展有限公司投资建设的广州大学城分布式能源站,位于广州大学城二期,占地面积11万平方米,是广州大学城配套建设项目,为广州大学城一期18万平方公里区域内的10所大学提供冷、热、电能三联供,是目前全国最大的分布式能源站,规划容量为4×78兆瓦。现在已向广州大学城内的10所大学及周围用户20万人提供全部生活热水、空调冷冻水和部分电力。
谈及华电集团的“分布式能源”试验,霍广钊告诉《国企》,“五年前,在各大发电集团纷纷投资新能源的时候,对比风电、太阳能、生物质能源的巨额投资,不太明朗的投资回报,华电集团看到了分布式能源分散、高效、清洁的独特优势,广州大学城项目又恰巧在全国招标,于是华电开始了试验,但是‘试验’的过程可谓举步维艰,特别是在并网问题上。”
广州大学城分布式能源站于2009年10月实现“双投”,即两台机组全部实现投产。经过近半年的运行,分布式能源的优势尽显无疑。高效能再加上节能调度排序的优势,使得大学城能源站一投入运营便取得了良好的社会效益,最大限度保证了大学城区域用户,特别是十几万师生的日常热能需求,为大学城的正常、稳定运行提供了能源保障。各项排放指标、氮氧化物、厂界平均电场强度、平均磁场强度等指标均远远低于国家排放标准,生活污水及工业污水基本做到零排放,各项性能参数均达到或接近设计水平。因此,广州大学城分布式能源站荣获“中国分布式能源十年标志性项目”。
霍广钊说:“华电新能源公司在下一阶段将着力开展一批一线城市负荷中心的分布式能源项目和二线省会城市的布点工作。我们主要做一些大学城、科技园、商贸物流中心项目。这些项目相对而言经济效益好于民用项目,尽管目前这些项目尚处于营收平衡状态,但是今后的大规模开发将是大势所趋。”
“上海将是我们开发分布式能源项目的下一个重点,因为上海市政府加大了补贴政策,之前为每千瓦700元,现在提高到了每千瓦1000元。另外,按照上海市‘十二五’能源规划,分布式能源未来的装机总容量将会突破5万千瓦,这将是一个极大的激励。”
目前华电集团不断加大分布式能源的开发力度,在中石油管线途经的我国经济相对发达的地区(天津、上海、南昌、沈阳、长春等)开展了一批分布式能源项目的前期工作。
政策突围
分布式能源系统是提高一次能源利用效率的最有效途径。根据国际分布式能源联盟提供的数据,目前有2/3的发电量在传输过程中被损耗掉。“以中国为例,每年全国在输电过程中损失的电量相当于三个三峡一年的发电量。”而分布式能源系统的一次能源利用率可达60%~80%。
由于制度、政策等障碍,分布式能源在中国一直发展相对滞后。谈及滞后的原因,国家电网能源研究院副总工程师周原冰认为:一是资源供应存在不确定性。二是缺少统一的规划,主要是分布式能源的规划与管网规划、电网规划以及整个城市发展规划的关系。三是并网标准的缺失。四是缺乏合理的价格体系和机制。五是分布式能源还不具备足够的市场竞争力。
中国能源网首席信息官韩晓平介绍,北京南站“分布式”能源项目已启动多年,但因“并网”问题一直处于搁置状态,北京奥运媒体村项目也同样因为并网问题而中止。
由于天然气发展刚刚起步、国家政策层面的支持甚少,以及相关技术标准和行业规范未见出台,因而分布式能源在过去10年间发展步伐十分缓慢,直正运行起来的项目并不多。在北京恩耐特分布能源技术有限公司总经理冯江华办公室,他向记者展示了数本厚厚成册的分布式能源项目规划报告书,但其中真正付诸实施的项目可谓“凤毛麟角”,大多数只能算作一些很好的技术储备。冯江华对本刊记者说:“目前国内的天然气等清洁能源的分布式能源项目也只有40个不到,总装机容量不到50万千瓦。
建智慧能源系统的必备条件就是要电力市场的开放。按照冯江华的说法,电的市场如果不放开,分布式能源发的电如果不能直供,三联供就只能限于自备项目,难形成区域规模,就会严重制约分布能源的经济性。他说:“分布能源不能单靠国家补贴,输配不分地方无整体能源规划权管理权,也就没有上分布能源的积极性,分布能源也就无从发展。”
尽管分布式能源还刚刚起步,但是随着国内天然气产业快速发展和装备制造水平提高,应该说我们国家发展天然气分布式能源条件逐渐成熟。据国家能源局油气司司长张玉清介绍,去年我们国家的天然气产量850亿立方米,整个消费量包括进口量是900亿立方米,我们国家这几年天然气产量增长幅度比石油项目增长快了不少,每年以两位数增长。另外,我国天然气管道建设和沿海天然气进口,同步发展得比较快。
今年4月,国家能源局下发了《国家能源局关于对〈发展天然气分布式能源的指导意见〉征求意见的函》,明确提出:到2011年拟建设1000个天然气分布式能源项目;到2020年,在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统,装机容量达到5000万千瓦,并拟建10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。
7月8-10日召开的“2010中国分布式能源研讨会”上传出消息,国家电网已制定出分布式电源接入电网技术规定初稿,并已上报国家能源局审批,可能于2011-2013年颁布。一旦通过审批,规定将突破长期困扰分布式能源的并网技术障碍,成为国家标准指导分布式能源行业发展。
根据能源局规划,未来十年分布式能源装机容量将从目前500万千瓦增至5000万千瓦,占中国总电力装机容量比例将从目前的不到1%增加到3%,年均增速23%。天然气分布式能源为建在用户端的冷、热、电三联供综合能源系统,能源转化效率高,装机容量小,可灵活开启关停,具备调峰功能。该系统适用于能源消费量大且集中的地区,或对供电安全要求较高的单位。目前在中国处于起步阶段,未来可能在上海、北京和广东等高负荷中心加速推广。
从这些“信号”可以预见,分布式能源的发展已经开始提速。
规模推广
近年来,世界各国都将提高能源利用效率及促进清洁能源的发展上升为国家战略。分布式能源作为21世纪科学用能的最佳方式蓬勃兴起,已得到世界各国的广泛重视和应用。分布式能源系统成为了全球电力行业和能源产业的重要发展方向。
据了解,美国现在有6000多座区域能源站,日本区域能源站总装机容量达920万千瓦,其中50%以天然气作为燃料,英国区域能源站总装机容量已有500万千瓦,荷兰有40%的电力来自天然气冷热电三联供系统,丹麦分布式能源占其能源总量的一半。
在国内,各方亦在发展分布式能源的有益性和必要性方面逐渐达成了共识。我国煤炭在我国一次能源消费中的比例将近70%,以煤为主的能源消费结构二氧化碳排放过多,对环境压力较大。因此,应该合理利用天然气,建设天然气分布式能源站以优化我国的能源消费结构。
国家发改委专家表示,中国人口众多,自身资源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是绝对不可能支撑13亿人的“全面小康”。分布式能源是缓解我国严重缺电局面、保证可持续发展战略实施的有效途径之一。专家建议,我们现在在建的分布式能源系统工程大部分使用的燃料是天然气,但分布式能源燃料多样化是趋势,可以采用像太阳能、秸秆、沼气、煤层气、高炉煤气、焦炉煤气等可再生资源。应重点在能源负荷中心建设楼宇天然气分布式能源系统和区域分布式能源系统。以天然气分布式能源为主,结合太阳能发电、供热、生物质能发电供热等可再生能源利用,建设相对独立的分布式能源示范区。
对于分布式能源在国内的大规模推广,韩晓平表示,目前我国能源利用效率总体水平还不高,提高能源利用效率的任务十分艰巨,应充分重视并加大分布式能源的推广利用。据了解,目前我国工业用热的70%仍由分散的小锅炉供应,北方采暖地区中小城市冬季采暖也主要由小锅炉供热或直接燃烧煤炭取暖,能源利用效率低,对环境影响较严重。
韩晓平认为,最近国家能源局对分布式能源未来十年5000万千瓦装机容量的规划将有利于促进国内的规模推广。“一旦电力市场开放,并网问题顺利得以解决后,分布式能源的快速发展将顺理成章。但在具体实施中,国企应该发挥引领带动作用,同时也要给中小企业参与的机会。分布式能源因为其独特的优势将在能源安全领域发挥独特的作用,这应该引起足够的重视。只有加大政策和相关财政税收支持力度,才能使分布式能源的发展渐入佳境。”韩晓平说。
分布式能源技术 篇7
关键词：热电冷联产,热电联产,分布式
1 我国热电联产的现状
我国热电联产情况:到2002年底为止, 年供热量139150万GJ, 6000KW及以上供热机组共1937台, 总容量达3743.67万KW, 占同容量火电装机容量的14.58%。
在运行的热电厂中, 规模最大的为太原第一热电厂, 装机容量138.6万KW, 在北京、沈阳、吉林等特大城市已有一批20万KW、30万KW大型抽汽冷凝两用机组在运行。近几年由于市场经济的发展, 一些大中城市也开始安装大型供热机组。有些私营企业家也看好热电联产投资建设热电厂。在负责城市集中供热的热力公司中, 规模最大的为北京市热力公司, 现已有供热管网514km, 供热面积7800万m2, 共有1317个热力站, 供应蒸汽给105个工业用户, 最大蒸气量达到897t/h。
2002年底全国集中供热能力:蒸汽57438万GJ/年, 热水122728万GJ/年;全国供热面积为155567万m2, 比上年增长6.31%;热力管道总长度已达蒸汽10139km, 热水48601km, 三北地区, 集中供热面积约占全国集中供热面积的80%, 热化率30%, 全国集中供热从业人员共24万人。全国集中供热面积中, 公共建筑占33.12%, 民用建筑占59.76%, 其它占7.11%。
据统计:热电联产是蒸汽集中供热的主力军, 锅炉房供热承担了城镇热水集中供热的重担。无论从供热能力上看, 还是从供热总量上看, 热电联产均占全国蒸汽总供热能力和总供热量的60-70%。故我国政府有关部委文件中均明确提出:积极发展热电联产集中供热。
2 我国热电联产发展的几个趋势
2.1 大容量供热机组增多
近两年我国热电联产建设中, 开始注重建设规模, 对城市集中供热国家也积极提倡搞大型两用供热机组。以前单机20万、30万千瓦的大型供热机组仅在特大城市建设, 近两年在20万以上人口的大、中城市也开始建设。
2.2 燃气-蒸汽联合循环热电厂开始建设
由于陕甘宁天然气进京和西气东输工程的建设, 已使十余个省市燃料结构调整成为现实, 一些地区将开始建设燃气-蒸气联合循环热电厂。
2.3 国产首台低热值燃气-蒸汽联合循环热电机组投运
由南京汽轮电机司生产的首台66MW低热值气体燃料联合循环热电机组于2003年10月在吉林通化钢铁厂通过72小时试运后, 正式投入运行。该工程的投产拓展出国产燃气轮机的应用领域, 为我国冶金行业有效实现能源的综合利用, 减少环境污染, 提高经济效益, 提供了有效途径。
2.4 各城市重视环保, 调整燃料结构, 拔除小烟囱, 发展集中供热
据国家环保总局报导:2002年我国城市空气质量恶化的趋势得到遏制, 但污染程度仍很严重, 空气中SO2平均浓度和总悬浮颗料物与2001年相比均未降低。
2.5 分布式能源建设已建入工程开发阶段
由小型燃气轮机 (内燃机) 、余热锅炉以及溴化锂制冷机组成的小型全能量系统可以统一解决电、热、冷供应。目前我国大机组、大电网是主导方向, 但分布式电源的发展将作为大机组、大电网的补充, 以其自身的优势, 必将迅速发展。小型燃机, 具有高效、清洁、经济、占地少、自动化水平高, 适用分散建设和可靠等优势。
鉴于国际上小型全能量系统迅速发展的事实和其本身的优势, 因而在原国家计委, 原经贸委、建设部、国家环保总局下发的《关于发展热电联产的规定》急计基础 (2000) 1268号文中, 明确提出:…在有条件的地区应逐步推广。目前以天然气为燃料的分布式能源建设, 已由学术研讨, 进入工程开发, 在北京, 上海、广东已有一批工程实现热、电、冷产, 以其自身优势和经济效益显示其强大生命力。
3 我国分布式能源实现热电冷联产的现状
目前我国北京、上海、广东省已有一批分布式热、电、冷工程投入运行, 取得明显的经济效益、环保效益和社会效益。下面简要介绍这三个代表城市的分布式能源实现热电冷联产的现状。
3.1 上海市
(见表1)
3.2 北京市
(见表2)
另有可喜的现象是:北京首都机场扩建工程的分布式能源工程将由国家电网公司的三产企业中兴电力实业发展总公司参加筹建;北京国际商城的分布式能源工程将由华电集团华电工程公司参加筹建;北京市科委已立项:“北京小型分布式发电并网运行可行性研究”科研课题, 由北京供电公司和清华大学电机系承担。
3.3 广东省
(见表3)
据中国能源网报导:2003年7月初, 由华南理工大学华贲教授主持完成的《广州大学城区域能源规划研究》在广州通过专家审查。该规划研究提出采取先进的燃气轮机热、电、冷三联供技术, 通过能源服务公司和BOT方式解决区内10所大学的热电冷供应。目前全国各地正在规划建设的大学城有40多个, 广州大学城的能源规划将对全国有重要的示范作用。
4 我国分布式能源实现热、电、冷联产的前景
根据国家发展改革委员会能源局编制的《2010年热电联产发展规划及2020年远景目标》确定我国今后热电联产要按下列思路发展:
4.1 把热电联产作为采暖地区大气环境治理的重要手段。
在大中城市逐步消除小锅炉等污染环境的供热方式, 2010年时集中供热比例达到60%, 2020年时达到80%, 热电联产集中供热的比例分别达到30%和48%。
4.2 把热电联产作为提高发电效率的重要措施。
在50万人口以上的大城市, 建设单机容量20万千瓦和30万千瓦的供热凝汽两用机组, 在中等城市结合工业区用热建设中小型热电厂, 使燃煤火电机组的发电效率提高到30万千瓦亚临界机组的水平。
4.3 把热电联产作为降低供热煤耗, 提高供热效益的重要措施, 通过提高供热效益控制热价上涨, 减轻政府的财政负担。
4.4 积极支持以煤矸石等劣质燃料和生物质废物综合利用的热电联产, 对农业废弃物 (如秸秆等) 也应采取热电联产等方式消化利用, 减轻对环境的破坏。
4.5 积极发展天然气热电联产, 在有天然气供应的中心城市扩大天然气热电联产的规模, 在高新技术开发区、经济技术开发区等工业园区、大学、商业中心区等区域建设天然气热电厂。根据电力负荷的特点, 在具备条件的地区建设采暖期供热, 夏季作为高峰电源使用的天然气电厂, 并积极发展采用各种新技术的小型天然气热、电、冷三联产等独立供能系统。
规划确定:2010年时热电联产装机总规模达到1.5亿千瓦。其中:企业自备热电厂2876万千瓦;工业区域热电厂1786万千瓦;城市供热热电厂1.033亿千瓦, 年均增长1200万千瓦。预计在2010年全国装机在5.4亿千瓦左右, 热电联产将占全国发电总装机容量的25%。
规划确定:2010年天然气热电装机1300万千瓦。天然气热电装机主要应在北京、上海、江苏、浙江、广东等地。分布式能源、小型热、电、冷联产也应在这个区域发展。这是由天然气的气源, 当地雄厚的经济基础和严格的环保要求等条件所决定的。
5 国家应采取的扶值政策
原国家计委、原国家经贸委、建设部、国家环保总局急计基础 (2000) 1268号:“关于发展热电联产的规定”中曾明确提出:以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统, 适用于厂矿企业、写字楼, 宾馆、商场、医院、银行、学校等较分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线损和应急事件等综合功能。在有条件的地区应逐步推广。
我国发展以热电联产为代表的分布式能源系统, 在能源传统观念、能源结构调整、现有管理体制、设计标准规范和经营管理模式等方面, 亟待革命性的改革。为此提请有关领导机关, 予以重视, 认真研究, 为此建议:应大力宣传天然气是宝贵的清洁能源应合理利用;国家在燃料结构调整中, 积极扶植污染排放量最小的热、电、冷联产;在电力体制改革中, 应充分体现科学用热分布式能源系统应用;有关领导部门积极组织直辖市分布式能源设备的配套生产, 实现国产化批量生产;建议有关部门应明确分布式能源工程的进口设备免征进口税和增值税;国家要组织制定一系列相关政策和措施, 发展适合中国国情的分布式能源系统;应积极支持各学会、协会组织分布式能源热电冷联产的交流和推广;分布式能源应当在市场机制下靠高科技、高效率、高经济收益的自我运作良性循环发展;建议有天然气供应的城市, 应选择合适的建筑做分布式能源热、电、冷联产的示范工程, 在取得经验后, 积极推广。
参考文献
[1]谈燃气-蒸汽联合循环热电厂与分布式热电冷联产王振铭、郁刚
[2]“分布式能源热电冷联产研讨会”论文集
[3]《广州大学城区域能源规划报导》中国能源网
[4]北京市供热行业现状、形势与任务北京市市政管理委员会
浅析分布式能源 篇8
1. 分布式能源概念
分布式能源是指分布在电力用户一侧的能源。分布式能源可以分为一次能源和二次能源, 其中一次能源主要是指化石燃料中的气体燃料。二次能源指太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等一切可以利用的可再生能源。分布式能源发电技术是指布置在用户侧或者资源富集区的小型发电单元。由于我国资源南北分布差异大, 所以我国传统的发电方式是大型集中式发电单元, 但是这种发电单元由于发电侧和用电侧距离较远, 导致输电损耗比较大, 而分布式能源是一种就地取材的发电方式, 分布式能源一般使用的都是可再生能源, 利用分布式能源进行发电相当于直接在用户侧进行发电, 这样可以在用户侧就可以实现能源温度阶梯级利用, 最大化提高能源的利用率, 再次是减少了中间输送电能带来的损耗的环节。
2. 分布式能源的优点
实践证明, 发展分布式能源技术可以更好地利用可再生能源, 由于分布式能源种类比较多, 其中不乏投资小, 清洁环保的发电方式, 分布式发电由于其发电方式灵活在很多无法使用其他发电方式的地区能取得很好的效果。除此之外, 对分布式能源发电的优点总结如下:
(1) 能源利用率高。由于分布式发电布置在用户侧, 所以分布式发电的废热被充分的利用到了加热或者制冷中, 实现了能量的分级利用。再次是发出的电能不用大电网进行远距离输送, 减小了线路损耗, 是能源的利用率大大提高
(2) 污染小, 除了内燃发电机等少数几个利用一次化石燃料作为发电能源的分布式发电方式外, 其他的基本上都是使用二次可再生的清洁能源, 例如风能, 太阳能, 潮汐能等, 属于清洁能源, 大大减小了环境污染的压力。其次是减小了大容量高压电网的建设, 减小了电磁污染和线制造污染。
(3) 提供了一种新的能源利用模式, 可再生能源由于分布的范围极广, 能量密度低, 很难实现大规模的集中利用, 分布式能源的发展为为可再生能源的利用开辟了新的途径, 为能源的可持续发展创造了条件。
(4) 解决了边远地区的供电问题, 我国有很多地区属于偏远地区, 直接架构高压电网进行供电有很大的难度, 所以在这种区域使用分布式能源建立微网既可以实现当地的电力自给自足, 还节约了能源和财力。
二、分布式能源种类及特点
分布式能源是指靠近用电侧的一切可用能源, 既包括传统的化石能源也包括可在生能源。分布式发电作为一种投资小、清洁环保、发电方式灵活的发电方式, 在智能电网发展的推动下, 分布式发电将是未来能源发展中具有广阔的前景, 常用的分布式发电技术根据发电所使用的能源可以分类为以下6种:
1. 内燃发电机
内燃发电机是以柴油、汽油或者天然气等气液化石燃料作为能源, 优点是使用不受自然条件的限制, 机组容易控制, 启动灵活适合调峰, 造价相对较低。同时, 由于使用的化石燃料的高速旋转机械, 所以污染严重, 能耗高, 噪声大, 运行维护费用较高。
2. 太阳能发电
太阳能光伏发电利用的能源是取之不尽用之不竭的太阳能, 主要的利用方式是光电转换的太阳能电池板, 光热转换产生蒸汽推动汽轮机, 光化学转换制氢利用等, 但是由于大规模的集热装置的发展不成熟限制了光热转换的发展, 光化学转换技术尚不成熟。所以, 除了直接的光伏发电之外, 其余的两种太阳能利用方式都很难在工业中进行大规模的应用。
3. 微型涡轮发电机
微型涡轮发电机燃烧化石燃料将燃烧产生的热能转化为旋转机械的机械能进行发电, 成套的微型涡轮发电机组技术成熟, 设备简单、操作容易。在使用中可以作为可再生能源的补充, 在无法应用可再生能源的场所如偏远山区进行应用, 但是其本省涉及到了大型旋转设备, 所以转子转动噪声大。配备了顶轴油系统、润滑油系统和冷却系统等需要维护的系统导致维护费用高。
4. 风能发电
风能发电主要是是利用风能推动大型的风机叶片使风机旋转转化为机械能再用于发电, 这种发电技术相对成熟, 所以在现有的分布式能源中风力发电发展得最快、应用得最广。由于风机规模式发电投资巨大, 所以只能作为环境友好型发电厂出现, 不能像太阳能等可以在民间使用。风能本身的波动性和随机性导致了风力发电系统本身就是一个不稳定的系统, 而且发出的电能频率较低, 对变频器要求较高, 容易受到天气、季节的影响。
5. 生物质能发电
生物质能发电使用的能源包括:枯树、秸秆、畜禽粪便、植物类能源作物、有机废水、城市生活污水和垃圾 (有机质) 等。生物质能发电就是通过相应的微生物把含有有机质的生物质分解为可以燃烧的气体或者液体, 一般多为甲烷等或是一氧化碳。然后利用这些气体或者液体进行燃烧产生热能转为机械能驱动发电机旋转, 最终产生电能。由于这种发电方式投入成本低, 而且畜禽粪便在农村分布十分的广泛, 由于农村电力输送偏远, 所以这种方式非常适合农家自给自足。
6. 地热能发电
地热发电主要是把水通过高压给水泵打到地下, 利用地下的岩浆加热水使水蒸发, 蒸发的蒸汽从另外的管道进入汽轮机把蒸汽的热能转化为转子的旋转机械能, 再驱动发电机运转发电, 这种发电方式适合地热储备丰富的地区, 由于其本身不需要消耗燃料, 所以这是一种清洁无污染的发电方式。据探测, 西藏地区储备有丰富的地热资源, 但是这些地方的地热资源开发利用难度比较大, 相应的开采技术不成熟。
7. 海洋能发电
海洋能发电主主要是筑大坝利用海水潮起潮落产生的水位差进行发电, 在潮起时, 海水流入坝内, 冲转水轮机进行发电, 之后关闭水闸, 等到潮落时在打开水阀, 再次利用海水冲转水轮机进行发电。众所周知, 海洋面积高达70%以上, 我国整个东南面都是连接大海, 潮汐能储量丰富。但是目前海洋能发电技术还处在实验论证阶段, 没有投入工业使用。
参考文献
[1]马晶.分布式能源在智能电网环境下的发展方式探究[D].上海交通大学, 2012.
[2]陶莉.基于用户的楼宇型分布式供能系统模型研究及评价分析[D].上海交通大学, 2013.
分布式能源技术 篇9
关键词：分布式能源,能源物流,影响
当前我国经济社会发展取得了举世瞩目的成就, 能源消耗也出现了巨量的增长, 但由于我国能源资源禀赋的特点, 能源消费一直以化石能源为主, 其中煤炭的消费超过了总量的六成, 造成的生态环境及能源安全问题日益突出, 同时也给我国能源物流带来空前的压力, 因此近年来我国大力发展新能源及可再生能源, 由此越来越意识到发展分布式能源的重要性, 从国家层面逐渐出台政策支持分布式能源的发展, 可以预见伴随着分布式能源发展障碍的逐步清除, 对未来我国能源物流将产生非常积极的影响。
1 我国分布式能源及能源物流的现状
分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统, 与传统集中式供能方式相比, 分布式能源具有能效高、清洁环保、能源供应安全、可靠性高、经济效益好等众多优点。特别是2004年美加大停电事故以来, 世界各国深刻认识到分布式能源的重要性, 将给世界能源产业带来一次革命。
与其他国家相比, 我国分布式能源发展缓慢。直到2011年10月9日, 国家发展和改革委员会等四部委才正式发出通知《关于发展天然气分布式能源的指导意见》, 2014年9月2日国家能源局又印发了《国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》文件, 总体上从国家层面确定了推动发展分布式能源。
随着我国工业化和城市化步伐的加快, 能源需求出现了高增长的态势, 逐步形成了北煤南运, 北油南运、西气东输、西电东送等庞大的多种输送方式并存的能源物流格局。能源从产地到销地是一个完整的运输过程, 需要耗费巨大的物流费用, 我国总体能源的物流总费用占到社会物流总量的20%左右。
我国能源物流主要是远距离输送煤炭、石油、天然气、电力等化石能源, 仅长期煤炭输运就耗费了庞大的物流费用, 还造成了额外的环境破坏。因此研究如何减少化石能源的消耗, 降低能源物流成本, 是能源领域非常重要的课题, 而分布式能源的发展, 尤其是分布式可再生能源的发展, 能够从根本上降低能源物流总量, 减少化石能源消耗量。
2 现阶段分布式能源发展对能源物流的影响分析
综合生态环境保护, 能源安全供应, 能源资源保障及可再生能源利用等因素, 我国现阶段先行推动发展的是天然气分布式能源、分布式光伏发电、分布式生物质能等。以下分析三种形式分布式能源发展对我国能源物流产生的影响。
2.1 天然气分布式能源
相对于占我国能源消费60%以上的煤炭来说, 天然气是一种优质、高效、清洁的低碳能源。尽管近年来城市燃气消费迅速增长, 但我国天然气消费比重在一次能源消费中却依然非常低。我国拥有庞大的天然气储量, 并正在开拓国外进口气源, 因此发展天然气分布式能源, 提高天然气在一次能源消费中的比重, 对于促进我国能源结构调整、提高人民生活水平、促进环境改善具有重要的意义。
天然气分布式能源主要是以天然气为燃料, 通过冷热电三联供等方式进行能源的梯级利用, 实现综合能源利用效率70%以上。与传统集中式供能方式相比, 天然气分布式能源不仅节能减排效果明显, 还可以优化天然气利用, 并能发挥对电网和天然气输送管网的双重削峰填谷作用, 增加能源供应安全性。
我国天然气最主要的输送方式是大规模管网输送, 已经初步形成了以西气东输、川气东送、陕京线和沿海主干道为大动脉的全国主干管网。相对于煤炭主要依靠铁路、水路、公路输送, 既减少了对于路面等公共运输资源的占用, 又大大降低了对环境的污染破坏, 还能将我国物流通道资源腾出来, 为其他商品的流通提供更多的资源保障, 特别是支持网络物流的快速发展。
2.2 分布式光伏发电
分布式光伏发电是指直接在用户场地附近建设, 运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网, 将太阳光能直接转化为电能的光伏发电设施。分布式光伏发电作为一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式, 相对于集中大型地面光伏电站而言, 不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量, 同时还有效解决了电力在升压及长途输送中的损耗问题。
我国地域辽阔, 太阳能资源丰富, 极其适宜发展分布式光伏发电。目前建设的示范工程最为广泛的是城市建筑物屋顶光伏发电项目, 截至2013底“金太阳”工程光电建筑示范项目规模已超过六百万千瓦。
分布式光伏发电对于能源物流的影响是显而易见的, 从根本上降低了能源物流总量, 减少了化石能源消耗量, 对于物流通道的影响也是立竿见影的。因此应出台更为有利的政策促进分布式光伏发电发展, 同时扶持能源供应企业或能源服务企业从事分布式光伏发电建设、运营服务, 并鼓励商业模式创新及运用。
2.3 分布式生物质能
生物质能是太阳能以化学能形成贮存在生物质中的能量形式, 包括可直接用作燃料的农作物秸秆、薪柴等, 间接作为燃料的农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等。生物质能原料的多样性和对传统化石能源的全面替代性, 使其重要性无可替代, 因此开发利用分布式生物质能对建立可持续能源系统, 促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
分布式生物质能主要有分布式生物质发电、生物制燃气、生物制液体燃料等形式。典型的如沼气发电、垃圾发电等。由于我国近年来城市垃圾呈现几何级数的增长, 因此分布式生物质发电或将成为重要的分布式能源之一。
我国生物质资源主要分布在能源需求较多的东部和南部, 因此可以避免远距离运输所产生的损失等问题。发展分布式生物质能同样可以减少能源物流总量, 减少化石能源的使用, 而且还可以解决日趋严重的生活垃圾, 秸秆焚烧造成的环境污染问题。相对分布式光伏发电而言, 光伏组件在生产过程中实质上已消耗了化石能源, 而生物质能生产过程则是完全绿色可再生的。由于生物质能具有能源密度较低, 资源分散的天然特性, 分布式开发利用将成为未来生物质能的主要发展方式。但目前收集手段落后, 产业化进程缓慢, 需出台激励生物质能发展的税收及贷款优惠政策。
3 分布式能源发展新趋势对能源物流的影响分析
根据《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》, 新能源汽车已被列为七大战略性新兴产业之一, 目标是发展成为节能及新能源汽车强国。由于电动汽车可以充放电, 不仅是能源使用单元, 也可以作为能源供应单元, 因此电动汽车逐渐成为未来分布式能源的新形式。电动汽车高效利用是当电网处于低谷时充电, 当电网处于高峰时放电, 这种应用模式达到一定规模时就构成了典型的分布式能源系统, 如单位停车场、小区停车场就可形成一个个典型的分布式能源系统。
此外分布式能源综合集成应用的创新形式是微电网模式。微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控保护装置等构成的发配电系统。基于多种能源形式的微电网可为用户提供相对稳定的电能、热能和冷能。从技术发展层面看, 微电网将是未来分布式能源系统集成技术的核心, 是分布式能源大规模应用的主要载体, 因微电网能够实现将各种分布式能源进行整合, 提高配电网对可再生能源发电的接纳能力, 实现规模分布式能源的接入。
电动汽车及微电网的快速发展, 使未来分布式能源发展出现了新变化, 能源物流将不再是单纯的一次能源输送, 而转变为二次清洁能源, 集中大规模的电力输送和就地分布式发电利用, 这将大大减少一次能源物流输送总量。若集中式可再生能源转化为电力远距离输送得以继续发展, 以及分布式可再生能源得以大规模就地转化利用, 那么将转变未来能源利用及输送方式, 大幅度降低化石能源消耗及输运总量。
4 促进分布式能源发展, 提升能源物流水平
通过以上分析可以看出, 无论哪种形式的分布式能源发展都对能源物流产生积极的正影响, 特别是未来分布式能源发展新趋势, 更是对能源物流将产生深远而重要的影响。因此国家应从各个层面细化出台政策, 继续大力支持发展分布式能源, 同时从物流发展的角度出台相应政策, 支持分布式能源发展, 提升能源物流的总体水平。
参考文献
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分布式能源技术 篇10
关键词：天然气,分布式能源,技术应用
天然气作为20世纪70年代以来发展速度最快的能源,到今天为止天然气的年消耗量已经趋近于石油,继煤炭与石油之间开始成为世界第三大重要商品能源。2011年10月,我国正式出台《关于发展天然气分布式能源的指导意见》,进而不断促进我国天然气分布式能源系统的应用及相关技术的发展,这是提升能源实际利用效率的有效途径,对于我国可持续战略的发展来说具有十分重要的意义。
1 天然气分布式能源系统概述
天然气分布式能源即是以天然气为燃料,设置于用户侧可以独立输出冷、热、电能的综合能源利用系统。天然气分布式能源系统的基本构成和工艺流程如图1所示,天然气充当燃料进入燃烧动力设备并驱动发电机发电,剩下的余热根据其品质不同来驱动设备制冷制热,进而实现能源的高效利用,以防止能源的浪费[1]。天然气分布式能源系统实际发电效率按照动力设备的差异通常在25%~40%,总能源利用率通常保持在80%左右。天然气分布式能源系统的应用和推广,能够在很大程度上释放大电网在用电高峰阶段的压力与负荷。
2 天然气分布式能源系统的特征分析
2.1 能源损失少,输送成本低
按照国际分布式能源联盟给出的报告,现阶段很大一部分电量损耗出现在输配环节,如果从用户端进行计算,集中式供电的能源利用效率不到35%。而天然气分布式能源的利用效率最高能达到80%甚至90%。直接设置在用户附近的天然气分布式能源和大电网联系起来,能在很大程度上补充大电网在可靠性方面的缺陷,进而有效地增强用户供电的安全稳定性,特别是当电网出现崩溃或者意外事故的状态下,依旧能够持续对重点用户予以供电。
2.2 装机容量小,灵活性较大
与集中式功能系统相比,分布式能源的装机容量相对较小(k W级到MW级)。其中,楼宇型天然气分布式能源系统装机容量一般保持在20MW内;而区域型天然气分布式冷热电联系统因为功能规模更大,因此装机容量一般是在100~200MW;装机容量大于200MW时,则予以限制。可以说,天然气分布式能源系统和用户的实际需求联系十分紧密,系统规模更小且灵活性较强,天然气分布式能源系统更有助于进行调节,具有十分突出的节能减排优势。
2.3 系统集成多学科交叉协同
天然气分布式能源系统集成技术发展较快,同时表现出多种学科交叉协同的特点。所以,针对用户实际需求的集成方式有不同的类型,拥有十分明显的个性化特征,复制性较差。现代新型天然气分布式能源系统借助于选择有针对性的科学技术,通过系统优化与调整,可确保同时实现多个不同的功能目标,以符合不同用户的具体需求。
3 天然气分布式能源技术的应用
3.1 楼宇型天然气分布式能源
楼宇型天然气分布式能源系统主要应用于某一建筑的耗能需求,该系统的规模不大,因为在同一建筑中不同用户的能耗需求差异较小,同时负荷变化方向一般比较趋同,供需之间的缓冲空间较小,回旋余地也相对较小。因此,系统应当对用户的实际能耗需求变化进行第一时间的快速反应,联产系统的运行必须要根据负荷变化而调整,运行工况也必须要及时予以变化,始终处在一种相对被动的状态下,这就对系统的全工况性能要求有所提升。根据系统集成原则,可以选择输出能力比例可调、蓄能调节,另外将部分常规分产系统和联产系统进行整合,也可选择网电配合的优化运行模式来加以调整。
燃气轮机-余热吸收式冷热电联产系统,根据其热力循环的差异可以划分为简单循环型和回热循环型两类。前者系统相对简单,维护便利,但发电效率仅仅可达30%左右,比如适用于用电需求较小但对冷热量需求较大的用户,冷热电比约为1.5~2.5;后者更加适合冷热电相对较低的用户,一般其冷热电比为1.0~1.5,热能用于发电的比例较高。近年来,楼宇型天然气分布式能源出现了新的发展趋势,即是以燃用天然气的微小型燃气轮机作为分布式能源系统的核心动力,广泛的应用在一些别墅或者庄园。
3.2 区域型分布式冷热电联供系统
所谓区域型分布式冷热电联供系统,主要针对某一区域中部分建筑共同组成的建筑群,和单一建筑目标相比,建筑群的实际能耗需求更大,同时因为各个建筑自身的实际功能差异,其能耗需求也存在较大差异性。所以,不同用户的负荷变化难以同步,一般不会遇到同时高峰、低谷耗能的现象。因此,系统运行过程中必须充分结合负荷的同时使用系数,增强供需的回旋余地,进而降低系统全工况性能要求。所以,如果规模相对较大,能够选择更加高效的燃气轮机——汽轮机发电机组,确保燃气、蒸汽、冷气及热水的科学匹配,有效增强能源利用效率。比如,华电集团建造的国内较大的广州大学城区能源站工程,便是2×7.8MW燃气-蒸汽联合循环机组作为基础的天然气冷热三联供系统。燃气能的38%经过燃气轮机变为电能,50℃左右的烟气在余热锅炉形成4.0MPa的蒸汽,之后进抽凝式汽轮机继续做功发电;拿出0.5MPa蒸汽供给第一制冷展的溴化锂吸收制冷机,余热锅炉产生的烟气能够应用到生活用水的加热上,不足热量通过蒸汽透平冷凝潜热予以补充。该系统能够让燃气能源的利用率提升到75%左右,与过去的火力发电厂的燃煤利用率35%相比已经有了非常大的进步。该能源站早在2010年便正式投入实际运行,能够为大学城内各个大学和附近20万用户供应电能、生活热水及空调制冷。
3.3 产业型分布式冷热电联供系统
较集中的一些现代工业园区,搭建天然气分布式冷热电联供系统,所需面对的一般是若干产业相对接近的企业或者中型企业,相对的用户负荷拥有趋同的特性。系统运行状态下,往往会让这些企业用户同时处在高峰或者谷底用能状态,同时因为负荷规模相对较大,对系统的全工况要求更高。所以,在对系统进行设置时,须尽可能考虑蓄能设备对联产系统高效运行和满足用户负荷的协调作用。
国内化工、食品、建材及造纸等工业都属于耗能大户,在终端耗能构成中,热电比一般在3以上,用热主要有蒸汽与物流加热。不同过程需要加热的温度范围也有差异性。而工业用冷温度范围较广,包含了从0~20℃的一般浅冷,到乙烯工业、空气液化分离所需的-180℃的深冷。上述工业用热、用冷都能借助联产及联供技术的集成组合来实现,进而最大限度提升能源的利用效率与经济效益。
4 结语
分布式能源技术 篇11
5月7日，大雨过后的广西南宁空气异常清新，街边的槟榔树和棕榈树亭亭玉立，姿态优美的榕树独木成林， 可谓“半城绿树半城楼”。更有美丽的邕江穿城而过，为这座有着“绿城”之称的边陲首府增添了灵性和妩媚。
当日，中国华电集团公司（以下简称“华电”）在旗下企业广西华电南宁分布式能源站发布了国内首份分布式能源报告《中国华电分布式能源报告》以及华电第6份社会责任报告。
“绿城”、“分布式能源”、“社会责任”，猛一看来互不搭的三个词，其实有内在缜密的逻辑联系。从此也可以看出两份报告发布地点的选择别有一番讲究。这是2010年发布国内首份水电可持续发展报告、2011年发布国内首份城镇供热报告之后，华电集团又一次在责任管理、责任实践和责任创新等方面走在了全国企业的前列。此份报告也被中国社科院企业社会责任研究中心评定为五星级社会责任报告。
十面霾伏下，环保压力巨大的中国能源企业如何破茧而出，实现绿色中国之梦？作为国内分布式能源引领者，华电集团不仅为公众交上了一份翔实而创新的报告，更以实际行动为环境问题打造出一份能源建设样本。
绿色双城
在南宁江南工业园，《国企》记者看到一座占地面积70余亩的大型分布式能源站即将投产。周边的工业巨头富士康公司、华南城商业中心预计在今年9月即可享受到由该站输出的冷热水、蒸汽及清洁电力。
华电南宁新能源公司总经理赵伟东告诉《国企》记者：“华电南宁华南城分布式能源项目是目前国内最大的分布式能源站，设计建设3套6万千瓦级的燃气-蒸汽联合循环机组，将在发电的同时，对外供冷、供暖、供汽、供热水，预计今年9月投产2套机组。”
据介绍，项目所用气源为西气东输二线天然气，燃机采用美国GE公司的LM6000PD航改型燃机，能源利用效率达到80%以上，二氧化硫和烟气排放几乎为零，二氧化碳年减排能达到70%。能源站投产后年耗气量在2.3亿立方米左右，年发电量10亿千瓦时，年供能量170万吉焦。据初步估算，每年节约标准煤8万吨，减少二氧化碳排放约20万吨，二氧化硫约1300多吨，氮氧化物500多吨。这些数字无疑表明，积极发展分布式电源，对优化能源结构、推动节能减排、有效降低电力行业PM2.5污染具有重要意义。
不得不说的是，在环保部门执法能力加强、民众环保意识提高后，很多能源类项目如PX因为环保问题被迫搁浅或者修改规划。然而与一般的电厂建设常引发周遭民众大量质疑相比，南宁华南城分布式能源项目虽地处市区，但因为绿色环保高效，有利于维护南宁的“绿城”形象，却无争议甚至还得到不少市民的大力支持。
可见，只要企业真正把对社会的责任放到第一位，社会会支持其发展。在得到社会认可的前提下，企业再追求合理的经济利益也会得到社会的支持。这无疑为企业开展经营活动提供了一个绿色发展样本。
说到分布式能源的样本，值得一提的还有在中国分布式能源发展史上占据重要地位的广州大学城。
与污浊频频的广州街头不同，位于番禺区新造镇的广州大学城里，空气清新，碧水环绕，花团锦簇。这座规划人口约35万人、相当于中等规模城市的大学园区，能成为颇具有岭南特色的生态之城，为园区提供冷、热、电服务的分布式能源站功不可没。
2004年，广东省决定打造生态大学城。国外先进的能源综合利用模式被引入，然而出于经济效益低及建造难度大等顾虑，很多项目合作方选择了放弃。虽然困难重重，华电还是敏锐地觉察到了国内分布式能源的市场先机，决定承接这个项目，并将其打造为全国样板。
2009年10月，能源站建成，2台7.8万千瓦燃气机组同时投产。通过冷、热、电三联供技术，能源站利用燃气轮机发电，对做功后的余热进一步回收利用，用来制冷、供暖和提供生活热水，除每年可向社会提供70000万千瓦时清洁电力外，开始向方圆18平方公里的大学城内的10所大学及其周边20万用户提供全部生活热水、空调冷冻水。据介绍，仅生活热水一项每年可为大学城节约2800万元。
通过对能源的梯级利用，该能源站的能源利用效率已提高到78%以上。而传统的火力发电厂，煤燃烧发电的利用率仅是35%左右，用煤做燃料发电并供热的热电厂，能源利用率也仅在45%左右。能源站各项排放指标、氮氧化物、厂界平均电场强度、平均磁场强度等指标均远远低于国家排放标准，生活污水及工业污水基本做到零排放，各项性能参数均达到或接近设计水平。广州大学城分布式能源站因此荣获“中国分布式能源十年标志性项目”。广州大学城也荣获建设部“中国人居环境范例奖”。
声名鹊起
分布式能源系统是我国“十二五”能源发展规划的重点发展产业。它不仅能贡献电力，还主打供冷与供热；不仅仅绿色环保，还节能高效；不仅仅占地少，还具有极大的灵活性……所谓“小身材，大能量”，分布式能源站迅速成为能源高效利用的明星。
八年前，各大发电集团纷纷掀起新能源投资的热潮，除了华电、华能、国电这样的发电集团开始试水分布式能源外，中海油、中广核、重庆燃气、申能集团、GE、新奥等企业也纷纷进入，抢占先机。
对比风电、太阳能、生物质能源的巨额投资，华电集团看到了分布式能源分散、高效、清洁的独特优势，开始发力分布式能源项目。此时，广州大学城项目恰巧在全国招标，于是华电开始了一路“试验”，并在“试验”的过程中边建设边摸索。
作为分布式能源的“亮点工程”和“示范工程”，广州大学城与南宁华南城是华电两个重要的天然气分布式能源项目。他们在建时是当时国内最大的分布式能源站，不同点是前者已经成功运营，后者即将投产。
分布式能源系统的综合能效可以高达80%甚至90%。大型燃气蒸汽联合循环发电厂即便发电效率再高，但电力到用户终端不得不面对大量的线损网损，而因冷却端的余热无法利用导致综合效率无法提高。所以即便是一个顶天立地的巨人也无法与这些藏在用户地下室和楼顶上的“小家伙”抗衡。因为分布式能源系统完全没有中间损耗，大家根本不在同一个量级中进行竞争。
投入运营后的广州大学城分布式能源站声名鹊起，成为不少考察团参观调研的对象，其中就有国家能源局。考察后不久，国家能源局印发了《关于发展天然气分布式能源的指导意见（征求意见稿）》。有业内人士说，广州大学城分布式能源站以一己之力推动了国家对天然气分布式能源的重视和推动。
先行探索
在广州大学城分布式能源站的积极尝试之后，如今华电正加紧在北京、天津、上海、广州等经济发达地区以及江西和四川等天然气供应得力的内陆推广分布式能源。
华电国内首份分布式能源报告显示，今后一个时期，华电将致力于引领大型区域式、楼宇式、孤岛式分布式能源站的发展，扩大华电从事分布式能源研究领域的优势，积极推进在分布式能源研究领域所取得的成果，分享分布式能源建设的经验和成果，共同推进社会进步和发展。
华电集团相关负责人对《国企》记者表示，近年来华电致力于打造气源开发、技术研发、装备制造、建设运营分布式能源产业链，提高在分布式能源产业开发的核心竞争力。
在气源开发方面，华电正积极稳妥进入页岩气、沿海LNG领域，资源获取工作走在非油气央企前列。在第二轮页岩气探矿权招标中，华电以拿下贵州、湖南、湖北三省的5个页岩气区块的成绩夺魁。
在技术研发方面，华电拥有国家分布式能源发展技术研发中心。在设备制造方面，华电与美国通用公司合资成立的华电通用轻型燃机设备有限公司，合作生产世界最先进的分布式能源装备 （轻型燃机），预计2014年上半年投产。
在建设运营方面，华电旗下的上市公司华电福新能源股份有限公司是国内分布式能源行业的先行者，拥有我国目前投产最大的天然气分布式能源项目——广州大学城能源站，并已陆续取得天津、上海、广东等十几个省份近百万分布式能源核准批复。另有武汉创意天地和泰州医药城分布式能源项目为国家发改委、财政部、住建部、能源局联合下文批复的首批“分布式能源项目示范项目”，占据首批4个示范项目的“半壁江山”。
“预计‘十二五’末，中国华电天然气分布式能源站装机达到300万千瓦，到2020年力争建成1000万千瓦分布式能源。”在国家《关于发展天然气分布式能源的指导意见》下发一年多后，作为国内天然气分布式能源项目起步最早、开发项目最多的发电企业，华电率先提出了发展目标。
尽管华电已有广州大学城项目的成功示范，但其正常运营的前提在于广州市提供的低于市场价格的计划（天然）气和高于发电成本的临时电价。天然气分布式能源没有统一资质可循，气、热、冷、电的定价全国又不统一，成为这家分布式能源先行者的心头之患。
2010年10月23日国家发改委下发的《指导意见》称，天然气分布式能源项目可享受相关税收优惠政策；在确定分布式能源气价时要体现天然气分布式能源削峰填谷的特点，给予价格折让。然而，各地对于税收优惠和气源价格折让执行不到位，致使天然气分布式能源项目盈利空间被压缩。
对于华电而言，尽管天然气分布式能源好处多多，但只有让《关于发展天然气分布式能源的指导意见》中提到的优惠政策真正落地，才能让这些项目可持续发展。
“考虑到广西未来还有更多气源，发展分布式能源所依赖的燃料供应不成问题。因此，如何控制气源价格就成为天然气分布式能源项目存活的关键。”赵伟东表示。
除了气源外，电价也是项目运营中的重要一环。由于以天然气为原料，并有冷热输送装置投入，天然气分布式能源站的电价普遍比煤电高出很多。根据广州大学城项目的运行情况来看，其每度电的成本达到0.65元，高于当地的居民电价。 “由于没有正常的电价形成机制，到现在电价还没有定，我们也一直在沟通。我们认为，做示范项目的前提是不能亏本。否则，企业做不到可持续，整个行业的发展都会受影响。”
赵伟东告诉记者，南宁华南城能源站建设3年来，每一步都需要探索。由于没有国家规范，各地的实际又不同，加之太多的不明确因素，协调是必须做的工作。
还有一个关键环节是并网难题。分布式能源的设计原则就是“以热（冷）定电，热（冷）电平衡，自发自用，多余上网，余缺网补”。然而高效率体现的灵活上网在中国更多的是一种理想状态。北京南站“分布式”能源项目已启动多年，但因“并网”问题一直处于搁置状态，北京奥运媒体村项目也同样因为并网问题而中止。由于缺乏新模式，分布式能源并网只能采取火电并网的传统模式，这对发电成本较高的天然气分布式能源来说不甚公平。
浅谈分布式能源 篇12
1.1 引言
近年来, 随着发电技术的进步以及社会用电需求的增加, 以燃油 (气) 轮机、燃料电池、风力发电机等功率为数千瓦至几十兆瓦的小型电源为代表的分布式发电 (Distributed Generation, DG) 以其方便、高效、清洁的特点引起各级电力公司和广大电力用户的广泛关注。大电网与分布式发电相结合被世界许多能源、电力专家公认为是能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的主要方式, 是21世纪电力工业的发展方向。
新型分布式发电技术的研究取得了突破性的进展, 分布式发电有望在电能生产中占有越来越大的比重, 并对电力系统产生重大的影响。这些新型分布式发电技术主要有以下几种:发电容量为几十kW到几百kW的微型燃气轮机, 从几kW到MW级的光伏电池发电技术等。另外, 迅速发展的储能技术也将在分布式发电中起重要的作用。例如用户在从分布式电源取电和从电网取电之间的切换过程中, 需要储能装置提供可靠的过渡电力。目前, 飞轮储能、高密度电容储能以及超导储能技术都已取得了长足的进步。
燃料电池 (fuel cells) 以及用于屋顶式太阳能发电的当前, 全球范围内的分布式发电技术发展速度很快, 其中太阳能光伏发电技术和风力发电技术等已经相当成熟。有资料表明, 太阳能电池的总产量正以每年30%～40%的速度持续增长, 风力发电总装机容量正以30%以上的平均年增长率增加。在世界范围内对未来电力市场的预测表明:下一个10年之后, 世界市场预期的分布式发电容量将会达到每年20GW。在一些发达国家, 到2050年, 利用新能源发电可能占到本国电力市场的30%～50%[2]。
在我国, 随着我国市场经济的发展, 分布式电源 (DG) 的应用越来越广泛, 它可以和现有电力系统结合, 形成一个高效灵活的新系统。
1.2 分布式发电的概念
在国际上, 分布式发电也可以称为嵌入式发电 (Embedded Generation, EG) , 它形象地描述了将分布式电源“嵌入”到配电系统之中;同时也可称为分散发电 (Dispersed Generation) , 它强调的是与“集中发电”相区别的发电形式。
国际大型电力系统委员会 (CIGRE) 将分布式发电定义为“非经规划的或中央调度型的电力生产方式, 通常与配电网连接, 一般发电规模在50MW～100MW之间。”分布式发电系统可以定义为:所有不直接与国家电网连接、不由中央配电系统进行配送、不经电网调频的发电系统。目前普遍使用的分布式发电定义主要有两种:一种认为DG指的是为了满足一些特殊用户的需求, 支持已有配电网的经济运行或同时满足这2个方面的要求, 且在用户现场或靠近用户现场配置功率为数kW至50MW的小型与环境兼容的发电机组。另一种是对分布式发电更为广泛的定义, 认为分布式发电指的是包含任何安装在用户附近的发电设施, 包括DG, 热电联产, 冷热电联产以及各种蓄能技术等, 而不论这种发电形式的规模大小和一次能源的类型。
1.3 分布式发电的分类
根据所使用一次能源的不同, 分布式发电可分为基于化石能源的分布式发电技术、基于可再生能源的分布式发电技术以及基于电能存储的混合式分布式发电技术。
1.3.1 基于化石能源的分布式发电技术
(1) 往复式发动机技术。用于分布式发电的往复式发动机采用四冲程的点火式或压燃式, 以汽油或柴油为燃料, 是目前应用最广的分布式发电方式。但是此种方式会造成对环境的影响, 最近通过对其技术上的改进, 已经大大减少了噪音和废气的排放污染。
(2) 微型燃气轮机技术。微型燃气轮机是目前最成熟、最有商业竞争力的分布式发电设备。其具有以下4个方面的优点: (1) 体积小, 重量轻; (2) 建造成本和运行成本都极具竞争力; (3) 发电效率高, 污染少; (4) 运行维护简单。
(3) 燃料电池发电技术。燃料电池是一种在恒定的温度下, 直接将存储在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的装置。燃料电池被认为将成为与火电、水电、核电并驾齐驱的第4种发电方式, 其用于分布式发电的前景亦十分广阔。
1.3.2 基于可再生能源的分布式发电技术
(1) 光伏电池发电技术。屋顶式光伏电池发电技术作为一种分布式发电技术也受到了广泛的关注。在美国和日本的一些地区, 已经有由屋顶式光伏电池发电设备联成的PV (photo voltage) 系统与当地电网相联。白天发电的盈余倒送电网, 晚间用户从电网取电, 在供电企业和用户间形成了一种新型的关系。由于技术条件的限制, 目前光伏电池发电的成本太高, 不能与传统电力竞争, 但由于它利用的是清洁、可再生的太阳能, 故其前景仍被广泛看好。
(2) 风力发电。它的优势是不需要燃料、不占耕地、没有污染, 运行成本低。风力发电产业发展前景非常广阔, 因为风力发电没有燃料问题, 也不会产生辐射或空气污染。我国风能资源十分丰富, 风力发电产业发展前景非常广阔。
(3) 生物质能发电。现阶段可供利用开发的资源主要为生物质废弃物, 包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。
1.3.3 基于电能存储的混合式分布式发电技术
通常是指两种或多种分布式发电技术及蓄能装置组合起来, 形成复合式发电系统。目前已有多种形式的复合式发电系统被提出, 其中一个重要的方向是热电冷三联产的多目标分布式供能系统, 通常简称为分布式供能系统。其在生产电力的同时, 也能提供热能或同时满足供热、制冷等方面的需求。与简单的供电系统相比, 分布式供能系统可以大幅度提高能源利用率、降低环境污染、改善系统的热经济性。
1.4 分布式发电的优势
分布式发电 (DG) 主要用以提高供电可靠性, 可在电网崩渍和意外灾害情况下维恃重要用户的可靠供电。它特别适合于组成分布式的热电联供或热电冷联供系统。DG的应用给电力系统运行带来许多优点, 归纳而言主要有以下几点。
(1) 弥补大电网在安全稳定性方面的不足和提高供电的可靠性。直接安置在用户近旁的分布式供能装置相互独立, 用户可自行控制, 与大电网配合, 可有效降低电力负荷波动对大电网的影响, 减少发生严重事故的可能;电网一旦发生故障, 分布式能源系统可以保证用户的电力供应不受影响, 避免一些灾难性后果的发生。尤其是在电网崩溃和意外灾害 (例如地震、暴风雪、人为破坏、战争) 情况下, 可维持重要用户的供电及供电的可靠性。
(2) 节省电网建设投资。分布式供能系统的供能装置靠近用户, 无需建设变电站、配电站, 可有效降低输配电成本。分布式发电可以减少输、配电网建设所需的巨额投资。
(3) 满足特殊场合的需求。分散的资源和需求可再生能源与化石能源相比, 一般较分散、能流密度较低。按目前的技术可再生能源利用系统规模较小, 难以实现集中供能, 而较适合以分散供能形式出现。
(4) 分布式供电的环保性能优良, 其能源利用率高, 可达65%～95% (传统能源系统的发电效率为40%左右) 。
(5) 用于冷热电联产。DG除了在生产电力的同时, 能够很方便的实现与供热和制冷三者合而为一的冷热电三联产, 用户将能够更加有效的利用能源和满足不同的能源需求。
(6) 调峰性能好。
电网峰谷差距越来越大是一个客观存在的现实, 分布式发电装置可缓解对中心电站需求压力, 化解电网峰谷差大的矛盾均衡电网电力负荷, 提高电网安全性和经济性。
1.5 分布式发电对配电网继电保护的影响
DG的接入使配电网中各支路的潮流不再是单方向地流动, 因此, DG的引入将会给整个电网带来深刻的影响。除了各种形式的DG技术本身还有进一步研究和完善外, 从DG与传统电网连接的角度, 必须针对含有DG的电网规划与运行方式、继电保护、安全及稳定性、对控制中心的影响等一系列问题进行深入的研究。
对于配电系统, 无论是辐射式还是环网结构, DG的接入都将极大地影响电网中的潮流和电压。在传统的供电方式中, 功率从高电压等级传送到低电压等级, 通过配电变压器分配到用户。配电系统的设计、运行及其保护控制都是基于这样的供电方式。当大量DG接入时, 配电线路上的潮流可能反向。配电系统不再是简单的电能配送工具, 而是集发电、配电功能于一身, 其电压、潮流分布不仅取决于负荷, 而且取决于DG。配电系统中的潮流分布可以是任意方向的, 这取决于负荷功率和DG的发电功率。
1.6 目前国际国内采用的方法
目前, 国内外现行的DG并网运行规程大多数是基于DG并网不影响原有配电网保护控制系统正常工作的原则提出的, 这些原则包括:要求DG不能主动参与调压;配电网发生故障时, DG必须迅速退出配电网以保证配电网继电保护正确动作等。这些规程虽然极大限度地保证了电力系统的安全性, 但在一定程度上局限甚至破坏了DG的正常运行, 损害了DG发电商和DG用户的经济利益, 对提高供电范围及供电可靠性也是不利的。为了保证现有电流保护的配合性, 降低DG接入对保护系统的影响的方法就是降低DG贡献的短路电流, 增大DG支路的阻抗, 目前采取的措施主要有两个:一, 采用限制在特定位置接入DG的容量的方法;二, 采用在DG之路上增加一定阻抗值的限流器限制DG贡献的短路电流。这两个措施都对DG发电商提出了苛刻要求, 这不仅违背了电力系统中“二次服从并服务于一次”的原则, 如果运行方式变化后, 再发生系统短路, 保护动作的正确性不能得到完全保证。而当前的配电网故障定位的矩阵算法虽然能够解决多电源区域的故障定位, 但是都必须采集电压量构成方向保护, 才能判断故障的具体位置。
2 结语
本文介绍了分布式发电的概念、分类、优势以及其对配电网系统继电保护的影响。
随着电力系统规模的日益扩大、人们对电能需求的日益增大, 一次性能源的紧缺和对环境的要求日益增高, 分布式发电作为一种具有竞争力的发电方式, 以其投资省、能耗低、清洁环保、供电灵活的优势, 必将在现代电力系统中占有越来越重要的地位。
参考文献
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