综合能源系统

资料来源：全球风能理事会，Annual Market Update 2013，全球新能源发展报告2014
中国分布式发电示范工程
河北张北国家风光储输示范工程
甘肃酒泉风电基地
青海格尔木光伏发电基地
浙江海宁分布式光伏发电
分布式发电前景广阔
分布式可再生能源发 电比例逐步提高
对能源发展趋势的预测
（德国乌帕塔尔气候环境与能源研究院&德国西门子研究中心）
分布式发电现状
欧洲是目前光伏发电发展 规模最大的地区； 2013年太阳能光伏发电 量约1600亿千瓦时，约占 发电总量的0.7%；
2000~2013年世界太阳能发电装机容量及增长率
（欧洲光伏工业协会）
分布式发电现状
2013年全球风电装机容量居前十的国家基本情况
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
分布式综合能源系统
一、分布式发电与微电网
二、冷热电联供 三、分布式综合能源系统
目录
利用各种分散存在的能源进行发电供 能的技术。如:
风能、太阳能等可再生能源发电技术；
天然气为燃料的冷/热/电联供技术 （简称：CCHP ）
分布式发电技术
优点：可利用丰富的清洁和可再生 能源。
缺点：一些可再生能源具有间歇性 和随机性。
分布式发电并网带来的挑战
输电 网络
G GGG
高压配网
110KV
中压配网
35/10KV
低压配网 0.4KV
负荷
DG DG
负荷
DG DG DG
以分布式电源（DG）为单元
优点：接入方便，运行简单
缺点： 系统故障退出运行 间歇性影响周边用户 能源综合优化困难 对电网运行调度提出了挑战 上述缺点已制约了DG的发展
需要新的技术来解决分布式发电的高效利用问题！！（微电网）
微电网定义
微电网简称微网，是由分布式电源、
大型电厂 升压变
常规电网
枢纽变电站
配电变压器
配电变压器
内燃机
商业建筑
内燃机
微网
飞轮 储能
商业建 筑
燃气 轮机
配电变压器
燃气 轮机
光伏 电池
燃料电池
工厂企业 居民
储能和负荷构成的独立可控供能系统， 是发挥分布式电源效能的最有效方式。
国家
中国 美国 德国 西班牙 印度 英国 意大利 法国 加拿大 丹麦
风机装机容量 （万千瓦）
7716 6109 3425 2296 2015 1053 855 825 780 477
占本国总装机 比重（%） 6.2 5.7 19.3 21.8 8.1 11.1 6.9 6.4 5.8 33.9
2013年全球光伏装机容量居前十的国家基本情况
中国： 出台了《中华人民共和国可再生能源法》，建立包含优先上网、标杆 电价、成本分摊等相关内容的可再生能源政策体系。
分布式发电现状
全球已有103个国家和 地区在开发和利用风电； 2013年风电发电量约 6400亿千瓦时，约占发 电总量的2.9%；
2000~2013年世界风电装机容量及增长率
（全球风能理事会）
列运行
MICROGRID计划
微电网运行与控制技术等
青森县微电网示范工程
新能源产业技术综合开发机构 （NEDO）
全部采用可再生能源（风能、太阳能和 生物质能）供给电能和热能
NEDO于2003年启动可再生能源的地区 配电网项目，建立了3个微电网示范工程
系统组成
• 三台60kW燃气轮 机
• 三条馈线，负荷可 分为一般负荷，可 控负荷和敏感负荷
✓智能电网的
有机组成部分
12
国家
美国 欧盟国家
日本
国内外研究现状
代表性的基础项目
相关技术
Madriver微电网
美国第一个微电网示范性工程
美国电力可靠技术解决方案协会 美国著名微网研究机构，于2006年开始
（GERTS）
进行微电网的示范工程
夏威夷等洁净能源计划
可再生能源发电技术
欧盟科技框架计划
第5框架计划（1998-2002）开始资助 微电网的、研究，第6框架计划（20022006）研究对象发展到多个微电网的并
风能
天然气
太阳能
分布式
能源
生物质
Байду номын сангаас海洋能
其他
分布式发电发展政策
美国： 通过生产税抵免政策和可再生能源配额等政策鼓励风电发展。 2008年美国能源部开展了“20%风能目标可行性研究”，认为2030 年美国风电占总消费电量20%是可行的。
欧盟： 通过提供度电补贴的方式鼓励风电发展。一种形式是直接固定上网电 价，电网企业按政府规定电价收购风电；另一种形式是风电项目参与市 场竞价，政府在市场电价基础上基于一定补贴。 2010年欧盟成员国提交了“可再生能源国家行动计划”。
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
国家
德国 中国 意大利 日本 美国 西班牙 法国 英国 澳大利亚 比利时
光伏装机容量 （万千瓦）
3571 1942 1793 1381 1373 534 467 338 330 298
占本国总装机 比重（%） 20.1 1.6 14.4 4.7 1.3 5.1 3.6 3.6 5.2 14.3
美国微网示范工程—DETL
美国微网示范工程—Mad river
示范目的
• 建立微网经济模 型
• 特定地点建设微 网可行性
• 加快微网技术和 制度上认知度
• 含分布式电源配 电网规划
荷兰的Zutphen度假村，荷兰首个微网项目
欧盟
微网组成：
380V，50Hz系统 335kW光伏，蓄电池 提供200幢别墅电力
示范目的：
• 联网联网孤岛自动切换 • 黑启动能力 • 维持孤岛运行24小时 • 蓄电池智能充放电管理
微网组成： • 燃料电池，内燃机，
光伏 • 动态电压调节器 • 直流母线
示范目的： • 供电质量分为A，
B1，B2，B3四个 等级，通过上层调 度管理，实现不同 等级供电质量
微网优势：
实现多种能源综合互补利用 保障重要负荷的持续供电 解决偏远地区的供电问题 提高供电可靠性和电能质量 ……
微网
分布式发电大规模工业化应用的关键
技术
实施能源可持续发展战略的重要手段
✓最大化接纳分布式电源
微电网的主要作用
✓节能降耗、提高能效
✓新农村电气化
✓提高抗灾能力及应急供电
✓满足用户多类 电能质量需求
微网组成
• 200kW电网模拟 • 燃气轮机，蓄电池，
光伏，风机，柴油机 • 直流母线
示范目的
• 分布式发电系统 可靠性测试
美国微网示范工程—CERTS
美国微网示范工程—NREL
美国
示范目的
• 分布式发电系 统可靠性测试
• 分布式发电， 微网运行导则 制定
微网组成
• 电网模拟 • 光伏，燃料电池，
燃气轮机，风机