分布式电源发展展望

何季民

(华北电力设计院，北京100011)

摘要分析了分布式电源的概念、渊源与兴起，介绍了分布式电源发展的现状、影响和研究开发动向。

关键词分布式；电源；展望

1引言

在新世纪之初展望电力电源新技术，一个引人注目的动向是分布式电源的兴起。分布式电源的发展及

与IT技术的结合，将对传统的电力系统形成巨大的影响，带来电力系统的概念革新，引起电力技术的显著进步，形成新型的专项技术和经济市场。

近几年来，世界能源、电力界都在热谈分布式电源，但是尚没有统一的名称和定义。

目前的文献的各种理解表明：分布式电源还是一个正在迅速发展的概念，还不可能给出一个准确完整

的定义。为行文和阅读设立一个前提，本文就此提出一个简明的理解：所谓分布式电源，既指传统的分散独立小型电源，更指未来采用分布式技术联网上网的一“群”或成组的小型分散电源。

分布式电源(Distributed Generation)，在中文文献中也有人称为分散式电源，只是翻译习惯不同，

概念和内涵相差不多。本文在综述日本部分中采用了“分散型电源”。

2分布式电源兴起的技术背景

分布式电源的兴起，是地球环境可持续发展政策与技术进步的产物。当分散独立的小电源效率较低不

宜大量应用时，当它无须联网与大电网无关时，当它数量很少被浩大的公共电网忽视不计时，根本没有分布式电源这个名词。只是当新型高效绿色的小型独立电源为可持续发展政策所重视并日益发展壮大时，分布式电源技术及其名词才应运而生。分布式电源的“分布”两字，既是相对于集中的大机组大电网而言，也是相对过去到不相联的小电源而言。

虽然分布式电源概念几乎包括了过去所有的小型分散电源，但是目前主要指用新技术武装起来的新兴绿色环保电源。主要有：

①自然能源，如水电、风电、太阳能发电等，常称为可再生能源；

②化石燃料发电，内燃发电机组、燃气轮机发电机组、燃料电池等；

③废弃物发电，如垃圾发电等，常称为环保再生型能源，

④贮能电源，抽水蓄能发电、蓄电池组等。据预测，分布式电源将成为21世纪的新能源新技术，尤如计算机世界的PC机，具有不可估量的发展前途。

从20世纪末起，分布式电源在工业发达国家里热起，有三方面的原因：

①各种小型分散型绿色环保电源迅速发展，所占比重越来越重，对电力系统的潜在影响越来越大，迫使世界重视自己；

②大电网的发展受到环保和需求的限制，为分布式电源的发展提供了机遇；各种分布式电源多属清洁

可再生可持续技术，适应了地球环境保护可持续发展政策的需要；

③欧美国家放宽了对电力行业的管制，解除了对小型分散式电源的限制，实行了所谓电力自由化。

昔日的大电网远距离输电线路受到来自环境保护甚至政治环境的责难，高电压大电网产生的电磁污染

已迫使北美和欧洲一些国家不再兴建新的大规模输电线路。由于大电网面对不可抗拒的自然或意外灾害表现出的脆弱性，加上对于日益加剧的恐怖活动的担心，为了躲开“多米诺骨牌”式的电网连锁灾难，为了

保证电源的安全可靠性，似乎唯有分散才好。

3分布式电源的发展动态

新型高效清洁的分布式电源的崛起，除了本体技术的迅猛发展外，与IT技术相联系也将成为它的重要

的特点。采用分布式电源与互联网联接组成的能源系统、供电系统及其管理系统，正在成为电力科研的目标。

3.1在美国

预计美国的分布式电源市场到2004年将增长到21.4亿美元，年平均增长9.6%。尤其出力20kW～10MW

的分布式电源在2000年后，因为丰富的燃气来源、环境的苛刻要求、电力管制的缓和、电网的限制放宽而得到飞速的发展。据DPCA(美国分布式电源联盟)的预测，在21世纪初的几年，热机类的分布式电源将达到约3500万kW；到2020年，分布式电源的容量将占全国总容量的3.7%。

在美国，正在研究开发方便用户就近利用分布式电源的多种新型技术，例如：

①分布式电源的成批控制技术(群控技术)，在负荷高峰时向电网供电的调峰技术；

②根据用户的要求按需供电的多品质供电系统；③区域电力网络系统，将分布式电源、贮电装置和电力设备组合起来，根据区域用户的要求提供更加灵活有效的供电服务。

美国能源部和EPRI(美国电力研究所)提出了所谓“能源试验场(Energie Park)”的设想，借助于互联网把场里的分布式电源有机地联接起来。表1就是几座按照这种设想建立的“试验场”，其中与加利福尼亚州阿巴因大学相邻的一座研究场，在80万m3区域里有43座建筑物，全部由微燃发电机、太阳能电

池、燃气型燃料电池组成的分布式电源群提供能源，据说燃料的利用率由过去的25%提高到75%。通过互联网可以提高分布式电源的管理水平和效率，如果再结合利用电力通讯新技术的供需管理，适应于电力调峰，还能进一步提高资源的利用效率。

3.2在欧盟

2001年9月欧盟发出了关于发展可再生能源的指令，按照计划，欧盟到2010年可再生能源占总能源

消费的比例，将达到12%，为1997年的2倍。电力消费量中可再生能源电力所占比例，将从13.9%上升到22.1%。

在欧洲，正在研究普及分布式电源的政策。在技术开发方面，尤其重视电力系统与分布式电源的联接

问题，为此在2001年12月制定了一个旨在促进包括分布式电源的“能源网络通道”的名为Integration”的计划。这是一个通过统一协调欧洲包括欧盟各成员国的分布式电源，确保电力供给的安全性和可靠性的研究开发计划。

英国 1998年时可再生能源发电为180万kW，占发电总量的2.5%。预计将要增加257.9万kW，其中废

弃物发电152.1万kW，风力发电70.6万kW，沼气发电等34.1万kW，水电1.2万kW，总发电量达到330万kW。

德国随着2000年开始实施“可再生能源法(EEG)”，可再生能源发电从1999年的5.9%将在2030年

提高到30%。德国的EEG，包括2万kW以下的生物能源(指燃料)发电，5 000kW以下容量的水电、风电、

太阳能发电、废弃物发电、下水道沼气发电、坑道瓦斯发电和地热发电。

3.3在日本

日本由于国土狭小资源贫乏人品众多，对分布式电源的发展及研究表现出了极大的敏感和热情，很可

能在这方面又会走到世界的前列……

近些年来，绿色新能源的各种分散型电源在日本得到了迅速的应用和普及。截止2001年3月底，日本

全国超过1 000kW容量的自家发电设备已经达到3 024万kW，占全国发电设备总量的12%。

截止1999年底，日本的太阳能发电已经达到21万kW，风力发电达到14万kW；预计2010年将分别达

到482万kW和300万kW，分别提高到23倍和38倍。常用的内燃机发电(包括柴油机、汽油机和燃气轮机发电机组)，在2000年已经达到240万kW，热机发电的总容量达到了350kW。非常用的内燃机发电(指备用电源等)在2000年已经达到380万kW。

日本还在大力研究分散型电源系统的区域性应用、分散型电源与IT结合的网络化应用，典型实例如表

2所示。

东京都未来能源设想项目，就是把燃料电池、太阳能发电和风力发电等分散型电源引进公共设施，或

用作抗灾紧急电源；同时，着眼于资源的重复循环利用，以构筑循环型协调发展的城市为目标。

比如在京都府的八木町，采用互联网监视分散型热机电源，用IT技术建设高效的分散型发电系统。还

可以利用网络把废弃物发电、煤气炉等联结起来，不仅能提高效率，而且能减少维护量，提高回收效率。进一步，把风力发电、太阳能发电和贮电技术结合起来，可以组成一个确保能源安全的“能源自治体”。

四国电力公司所开发的利用分散型电源和IT面向家庭服务的“高龄独居者照料服务系统”，已从2001

年开始现场试验。

三菱重工公司也在开发利用互联网技术的可以遥控、监视和维护的分散型电源的综合控制系统，目标

是开发出既便宜又简便的分散型电源发电“群”。