新能源分布式发电技术

新能源与分布式发电
分布式发电
分布式发电的概念
分布式发电简介
分布式发电：在一定的地域范围内，由多个甚至多种形式的 发电设备共同发电，以就地满足较大规模的用电要求。 相对于集中发电的大型机组而言，其总的发电能力由分布在 不同位置的多个中小型电源来实现； 相对于过去的小型独立电源而言，其容量分配和布置有一定 的规律，满足特定的整体要求。 区分几个类似的概念：DP，DER，DG。
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分布式电源
分布式电源就是分散的小规模电源，容量<60MW。 常利用基于可再生能源的分布式电源。 微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机，是 以天然气、汽油、柴油等为燃料的超小型燃气轮机。 微型燃气轮机体积小，重量轻，功率20～500 千瓦。成本 高于相同功率的柴油发电机组，但维护费用低廉，总体 运行费用可比之低。
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储能装置在分布式系统中的作用
（1）平衡发电量和用电量 （2）充当备用或应急电源 某些分布式电源受自然条件影响而 减少甚至不能供电时，储能系统 就像备用电源，可临时维持供电。 此外，基于系统安全性的考虑，分 布式发电系统也可以保存一定数 量的电能，用以应付突发事件。
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新能源与分布式发电技术
制作人：朱永强，陈彩虹
华北电力大学
分布式发电
漂浮在海面上的“能源岛”
美国发明家多米尼克·米凯利斯父子共同设计， 综合利用海洋温差能、波浪能和海上风能、太阳能等多种形 式的可再生能源，能全年每天24小时连续运行。 这样的一个能源岛，建造成本超过6亿美元，具有250兆瓦的 发电能力，足够向一个小型城市供电。
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本课程的配套教材： 《新能源与分布式发电技术》，朱永强 主编，北京大 学出版社，21世纪创新型人才培养规划教材
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分布式供电系统和微电网
分布式供电系统
分布式供电系统包含很多分散在各处的分布式电源，种类也 往往不只一种，再加上储能装置和附近用电的负荷，其结 构可能也相当复杂。
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分布式供电系统
分布式供电系统一般由分布式电源、储能设备、分布式供电网 络及控制中心和附近的用电负荷构成，如果与公共电网联网 运行就还包括并网接口。
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分布式发电技术
关注的问题 什么是分布式发电？ 分布式发电系统中的常用电源有哪些？ 微电网和分布式发电有什么关系？ 常用的储能方式有哪些？ 发展分布式发电有什么特殊意义？ 教学目标 了解分布式电源和分布式发电的概念； 了解常见的分布式电源和储能方式； 掌握分布式发电的特点和适用场合； 理解分布式发电的重要意义和发展前景。
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小结
分布式能源供电：某些中小型发电装置靠近用户侧安装， 它既可独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也可将 其并入电力系统低压配电网，与公共电网一起共同为用户 提供电能。 将分布式发电供能系统以微电网形式接入到大电网运行， 与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最 有效方式。 分布式发电要想在电网中发挥更大的作用 还面临很多挑战，需要在很多方面取得突破。
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微电网
微电网可看作大电网中的一个可控单元，而不再是多个分散 的电源和负荷。 微电网和大电网的连接处， 称为公共连接点。 微电网模式控制器，可实现 并网运行与独立运行 的转换。
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分布式系统的储能
由于自然资源的特性，可再生能源用于发电时其功率输出具 有明显的间歇性和波动性，其变化甚是可能是随机的，容 易对电网产生冲击，严重时会引发电网事故。 为充分利用可再生能源并保障其供电可靠性，就要对这种难 以准确预测的能量变化进行及时的控制和抑制。 储能装置，就是用来解决这一问题。
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微电网
微电网是能够独立运行或者作为一个整体与公共电网联网的 分布式供电系统。 将分布式发电系统以微电网的形式接入到公共大电网运行， 互为补充和支撑，是发挥其效能的最有效方式。 用户所需能量由各种分布式电源、冷热电联供系统和公共电网 提供，微电网在满足用户供热和供冷需求的前提下，最终以电 能作为统一的能源形式将各种分布式能源加以融合，满足特定 的电能质量要求和供电可靠性。
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分布式发电的发展应用
1970s就有了分布式电源的概念，美国公共事业管理政策法公 布后，正式得以推广，并很快被其它国家接受。 “9·11”后，出于对供电安全的考虑，美国等加快分布式供 电系统研究和建设的步伐，在很多国家已颇具规模。 目前分布式电源站美国有6000多座；英国有1000多座；日本有 近5000家，总容量超过600万千瓦。2006年欧盟国家的分布 式供电系统达到1.5万个左右。 美国计划到2010年和2020年分别有20%和50%以上的新建商用或 办公建筑使用分布式供电系统，并且在2020年将15%的现有 建筑改由分布式电源供电。
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分布式发电简介
分布式发电一般独立于公共电网而靠近用电负荷，可以包 括任何安装在用户附近的发电设施，而不论其规模大小和 一次能源的种类。 一般来说，分布式电源是集成或单独使用的、靠近用户的 小型模块化发电设备。
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分布式发电的特点
（1）建设容易，投资少 单机容量和发电规模都不大，不需要建设大电厂和变电站、 配电站，土建和安装成本低，工期短，投资少。 （2）靠近用户，输配电简单，损耗小 靠近电力用户，一般可直接就近向负荷供电，而不需要长距 离的高压输电线，输配电损耗小，建设简单廉价。 （3）污染少，环境相容性好 可充分利用可再生清洁能源。
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分布式发电的Fra Baidu bibliotek展应用
上海、北京、广州等大城市，10多年前就尝试分布式供电， 已有成功范例(参见教材)。 2005年，我国首个分布式电力技术集成工程中心落户广州， 标志着我国分布式供电技术进入实质性发展阶段。 冷热电三联供技术应用最广泛，发展前景较好，我国大部分 地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂等，都有供 电、供暖及制冷需求，而且很多地方配有自备发电设备，这 些都为冷热电三联供提供了市场。
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（3）改善分布式系统的可控性 储能系统可调节分布式系统与大电网的能量交换，将难以准 确预测和控制的分布式电源，整合为能够按计划输出电能的 系统，使其成为可以调度的发电单元，从而减轻对大电网的 影响，提高大电网对分布式电源的接受程度。 （4）提供辅助服务 通过功率波动的抑制和快速的能量吞吐，可明显改善分布式 发电系统的电能质量。 增强了分布式发电系统可控性，在用电高峰时分担负荷，在 发生局部故障时提供紧急功率支持，等等。 可见，储能装置在分布式发电系统中是非常重要的。
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分布式发电的特点
（4）能源利用效率高。 可结合冷热电联产，将发电的废热回收用于供热和制冷，科 学合理地实现能源的梯级利用。 （5）运行灵活，安全可靠性有保障。 小机组的启动和停运快速，灵活。可作为备用电源。 （6）联网运行，有提供辅助性服务的能力 可与电网联合运行，互为补充，既能提高本身的供电可靠 性，还能为大电网提供辅助性的服务。
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分布式发电对电网的辅助性服务
夏季和冬季用电高峰期，冷热电联供可满足季节供热或制冷需 要，并节省电力，从而减轻供电压力。 小知识：南方雪灾时小机组的作用 小知识：美加大停电后，投资改造的抉择
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分布式发电
分布式发电的适用场合
分布式发电系统的运行模式： － 独立运行多用于大电网覆盖不到的边远地区、农牧区。 － 联网运行多用于电网中负荷快速增长的区域和某些重要的 负荷区域，共同向负荷供电。 联网运行将是分布式发电系统未来发展的主要方向。