分布式电源发展现状

分布式电源发展现状

作者：张鹏

来源：《中国科技博览》2016年第03期

[摘要]本文通过对分布式电源概念的分析，阐述了分布式电源的四个基本特征，并对常见的分布式电源，如太阳能发电，风力发电，生物智能发电，燃料电池等进行了介绍。

[关键词]分布式电源、DES、风力发电、太阳能发电

中图分类号：TM61；F426.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0141-01

引言

分布式电源作为大电源的重要补充，具有清洁、高效的特点，将成为我国促进节能减排和应对气候变化的重要措施之一。分布式电源是促进风电、太阳能等分散式可再生能源的开发利用、提高清洁能源利用效率、解决偏远农村地区电力供应问题的重要途径。在当今能源和环境压力日益增加的背景下，推动分布式电源发展已成为世界各国促进节能减排、应对气候变化的重要措施之一。分布式电源作为我国电力系统的有机组成部分，是大电源的重要补充，与大电源、大电网有机统一、缺一不可。

分布式能源系统并不是简单地采用传统的发电技术，而是建立在自动控制系统、先进的材料技术、灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染排放，灵活方便，高可靠性和高效率的新型能源生产系统。

分布式电源的概念

分布式能源系统（DistributedEnergySystem，简称DES）是一种建立在能量梯级利用概念基础之上，分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再生能源设施。它通过在需求现场根据用户对能源的不同需求，实现温度对口供应能源，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效能的最大化。

分布式能源是以资源、环境和经济效益最优化来确定机组配置和容量规模的系统，它追求终端能源利用效率的最大化，采用需求应对式设计和模块化组合配置，可以满足用户多种能源需求，能够对资源配置进行供需优化整合。分布式能源依赖于先进的信息技术，采用智能化、网络化控制和远程遥控技术，可实现现场无人职守。同时，它也依靠于能源服务公司体系的社会化能源技术服务体系，实现投资、建设、运行和管理的专业化运作，以保障各能源系统的安全可靠运行。

关于分布式电源的界定标准，具有如下四个基本特征。

（1）直接向用户供电，电流一般不穿越上一级变压器。这是分布式电源的最本质特征，适应分散式能源资源的就近利用，实现电能就地消纳。

（2）装机规模小，一般为10MW及以下。但从实际并网情况来看，接入66kV电压等级的大容量分布式电源所占比例很少。

（3）通常接入中低压配电网。

（4）发电类型主要为可再生能源发电、资源综合利用发电、高能效天然气多联供

组成分布式能源系统的发电系统具有如下特点：

（1）效地利用发电产生的废能生成热和电；

（2）现场端的可再生能源系统；

（3）包括利用现场废气、废热及多余压差来发电的能源循环利用系统。

分布式电源的分类

分布式发电技术多种多样，常见的有太阳能发电，风力发电，生物智能发电，燃料电池等。

太阳能发电技术；光伏阵列吸收的能量先经过全桥逆变和电感滤波，再由升压变压器隔离，升压后再并入电网运行。从其电路结构中，我们可以看到由于光伏系统一般需要通过逆变器接入电网，当系统发生发生短路时，由于逆变器的自身特性，其不可能承受电网短路电流，将会迅速关断（但是当其所带负荷小于额定负荷时，逆变器将会向系统短时输入一定的电流，其值等于额定电流和运行电流之差）。这样光伏系统相当于脱离电网，使系统恢复到无DG的状态。

风力发电技术：风力发电主要是通过原动机（风力机）捕获风能，并将其转化为机械能，然后再由发电机将机械能转化为电能，最后并网运行。风力发电机一般分为鼠笼式异步发电机、转差可调的饶线式异步发电机、双馈异步发电机、低速同步发电机等。按其并网方式将其分为二类：直接并网（鼠笼式异步发电机）；通过逆变器并网（双馈异步发电机等）。同太阳能发电相似，通过逆变器并网的风力发电机由于逆变器的自身特性，其不可能承受电网短路电流。所以，通过逆变器并网的风机当系统发生故障时，将会迅速关断，使系统恢复到无DG的状态；对于直接并网的风机，其接入位置的不同以及容量的不同对系统都会产生一定的影响。

燃料电池技术：燃料电池的工作原理是富含氢的燃料（如天然气，甲醇）与空气的氧气结合生成水，氢氧离子的定向移动在外电路形成电流，类似电解水的逆过程。它并不燃烧电池，而是通过化学的过程将燃料的化学能转化为电能。

一般而言，燃料电池和太阳能发电的并网方式相似，都是通过逆变器并网的。虽然分布式发电技术种类多样，但是通过其并网方式的不同，我们将其分为二类，通过电力电子器件并网和直接并网。在系统正常运行时，这二类DG都会对系统电压形态、有功及无功潮流等特性有一定的影响；当系统发生故障时我们就需要区别对待：直接并网的DG由其容量和位置的不同，提供不同的短路电流；通过电流型逆变器并网的DG由于电子元件的自身特性，其迅速关断，相当于脱离系统，不会对系统故障产生影响。但通过电压型逆变器并网的DG将会向系统输送无功功率，虽然这对故障时支持系统电压起到了一定的效果，但他可能会影响到功率方向保护，从而产生误动。

结束语

如果说电力市场化是电力行业的重大改革，那么分布式电源可认为是电力行业的重大技术改革，两者共同作用将使未来世界的电力行业呈现全新的面貌。随着电力体制改革的发展，分布式电源也可为一些用户提供一种"自立"的选择，使其更能适应易变的电力市场。此外，由于分布式电源设施的安装周期短，不需要现存的基础设施，而且与大型的中央电站及发电设施相比总投资较少，因此在电力竞争性市场建立后分布式电源的作用将会日益明显和重要，从而可与现有电力系统结合形成一个高效、灵活的电力系统，提高整个社会的能源利用率，提高整个供电系统的稳定性、可靠性和电力质量。

参考文献

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