讨论智能电网中分布式电源

2013-11-30 14:22:16来源: 互联网

分布式能源系统的概念是从1978年美国公共事业管理政策法公布后,在美国开始推广,然后被其他发达国家所接受的。分布式能源系统是位于或临近电力负荷中心,功率在几十千瓦到几十兆瓦内模块式的分布在负荷附近的清洁环保发电设施,能够经济 、高效、可靠地发电。分布式发电是区别于传统集中发电、远距离传输、大互联网的发电形式。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。组成分布式能源系统的发电系统具有如下特点:①高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。

  分布式能源可使用天然气、煤层气等燃料,也可以利用沼气、焦炉煤气等废气资源,甚至可利用风能、太阳能、水能等可再生资源。由于目前分布式能源项目多建在城市,故大部分分布式能源的燃料多为天然气或是柴油。具体而言发展分布式能源的重要意义有以下几方面:

  (1)经济性

  由于分布式能源可用发电的余热来制热、制冷,因此能源得以合理的梯 级利用,从而可提高能源的利用效率(达70%.90%)。由于分布式电源的并网,减 少或缓建了大型发电厂和高压输电网,缓建了电网而节约投资。同时,使得输配电网的潮流减少,相应的降低了网损。

  (2)环保性

  因其采用天然气做燃料或以氢气、太阳能、风能为能源,故可减 少有害物的排放总量,减轻环保的压力:大量的就近供电减少了大容量远距离高 电压输电线的建设,由此不但减少了高压输电线的电磁污染,也减少了高压输电 线的征地面积和线路走廊,减少了对线路下树本的砍伐,有利于环保。

  (3)能源利用的多样性

  分布式发电可利用多种能源,如清洁能源(天然气)、 新能源(氢)和可再生能源(风能和太阳能等),并同时为用户提供冷、热、电等多种能源应用方式,因此是解决能源危机、提高能源利用效率和能源安全问题的一种很好的途径。

  (4)调峰作用

  夏季和冬季往往是负荷的高峰时期,此时如采用以天然气为燃 料的燃气轮机等冷、热、电三联供系统,不但可解决冬夏季的供冷与冬季的供热需要,同时也提供了一部分电力,由此可对电网起到削峰填谷作用。此外,也部 分解决了天然气供应时的峰谷差过大问题,发挥了天然气与电力的互补作用。

  (5)安全性和可靠性

  当大电网出现大面积停电事故时,具有特殊设计的分布 式发电系统仍能保持正常运行,由此可提高供电的安全性和可靠性。

  (6)电力市场问题

  分布式发电可以适应电力市场发展的需要、由多家集资办 电,发挥电力建设市场、电力供应市场的竞争机制。

  (7)投资风险分布式发电的装机容量一般较小,建设周期短,因此可避免类 似大型发电站建设周期带来的投资风险。

  (8)边远地区的供电问题我国许多边远及农村地区远离大电网,因此难以从 大电网向其供电。采用太阳能光伏发电、风力发电和生物质能发电的独立发电系 统不失为一种优选的方法。

  就全世界来看,能源利用率越高、环境保护越好的国家,对于发展分布式能源技术的推广应用就越热衷,支持政策越明确。如丹麦、荷兰、日本对分布式电源都采取了一系列鼓励政策;“911事件”后,出于供电安全的考虑,发达国家都加快了分布式电源建设的步伐,到到目前为止,英国已有1000多座分布式电源站;美国有6000多座分布式电源站,仅大学校园就有200多座分布式电源站。在众多国家中,丹麦是世界上公认的经济发展、资源消耗和环境保护三方面有机结合的典范,是实现了可持续发展的国家。20多年来丹麦的国民总产值翻了一番但能源消耗却未增加,环境污染也未加剧,其奥妙就在于丹麦积极发展冷、热、电联产,提倡科学用能,扶持分布式能源,靠提高能源利用率支持国民经济的发展。目前丹麦没有一个火电厂不供热,也没有一个供热锅炉房不发电,将冷、热、电产品的分别生成,变成高科技的冷、热、电联产,使科技进步变成真正的生产力。

  据文献报道,2010 年之前全球累计新增发电容量的25%~30%为分布式发电。美国是世界上开发新能源和可再生分布式能源发电最多的国家,也是全球绝大多数的商用分布式电源设备的主要提供商。2004 年,美国分布式发电总容量为67 GW,约占美国国内总发电量的7%,达世界平均水平,据美国电力科学研究院预测,在2010 年美国新增发电容量的25%将采用分布式电源,而国家天然气基金会的估计则高达30%,到2020年有一半以上的新建商用或办公建筑使用分布式电源,同时到2020年有15%的现有建筑改用分布式电源。欧洲分布式电源的发展在世界处于领先水平;2000 年,欧盟地区分布式电源装机容量为74 GW,而2004年丹麦、荷兰、芬兰分布式电源的发电总量分别占国内总发电量的52%、38%和36%,欧盟预测2020年将达到195 GW,发电量将达到总发电量的22%。

  2、国内外分布式发电发展现状及预期

  近年来,分布式发电技术以其独有的环保性和经济性引起人们越来越多的关注。基于对分布式能源系统的这些认识,目前许多国家已经制定了宏伟的分布式能源系统研究发展计划,并进行了多方面的相关研究。英国纽卡斯尔大学正在研发一种综合的分布式能源系统评估软件,这种软件可将理论与工程项目结合在一起,用于微型燃气轮机、燃料电池和燃气内燃机驱动的分布式能源系统的设计、优化及监控。美国加州大学、ELCOM等机构针对分布式能源系统制定了宏伟的研究规划。澳大利亚的研究机构正在纽卡斯尔建立能源中心,其目的就是提供能源方面最新的研究成果和开发设施,对100多个课题组提供技术支持,展示新能源技术的应用案例。国际能源机构(IEA)正在进行一个包括33个国家在内的国际性能源技术研发合作计划,进行能源生产、能源消费领域的技术发展与改进,当前已有 40个研究项目在进行,包括化石燃料技术、分布式能源系统、终端用户的能效技术等等这些项目涉及400多家政府或私人的研究机构,年费用为$120000000。

  在我国,充足保证电力供应对经济的持续发展必将起到决定性作用,在已建中央电站及电网的基础上,大力发展分布式电源技术将是我国电力系统未来发展的必然趋势。目前我国对分布式能源系统的研究在国内已经开始启动,一些科研机构,大学已经投入人力、财力进行分布式能源系统的研究。上海理工大学以 Capstone公司生产的C60微型燃气轮机为核心,结合补燃余热锅炉、补燃吸收式制冷机、蓄冷、蓄热系统等建设了示范型“能源岛”,用于分布式能源系统的研究。西安交通大学以100kW微型燃气轮机为核心,建立了以酒店为应用对象的分布式能源系统。中科院工程热物理所也进行了许多分布式能源系统先进系统方式及相关评价方面的研究。华北电力大学能源的清洁与重点利用实验室,建立了双源可逆型供暖(空调)系统实验平台。

  我国近年来高度重视可再生能源的开发利用,把加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源作为“十一五”时期能源发展的一项重要战略。而对可再生能源利用的有效形式,就是大力发展分布式能源系统分布式电源。在《中华人民共和国节约能源法》、《关于发展热电联产的规定》、《能源发展“十一五”规划》等法令法规中,明确提出:大力推广热电联产、集中供热;提高热电机组的利用率;发展热能梯级利用技术,热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术,提高热能综合利用率。

在我国过去二十几年的经济快速发展中,以煤为主的能源结构所造成的环境污染和生态问题已经对我国的可持续发展形成了巨大的压力。我国政府最近开始考虑对能源战略进行重大调整,先后做出了西气东输,西电东送,加快引进天然气的决定。国民经济的持续快速发展要求能源供应的保障和电力的超前发展,加上能效需要提高和环境、生态保护方面的压力,这些都对热电冷联产的分布式能源系统产生了巨大的需求。据估计,在今后的十几年内,在中国将需要兴建成千上万个分布式能源站,这是前所未有的历史机遇。当前,正是处于这个历史阶段的开端。但是,如果说从现在开始,分布式能源站会以每年几百个、甚至上千个的速度发展,那么,立即便有一系列的问题产生:资金从哪来,技术依托何在,用户端的市场如何开拓和将会怎样发展,目前政府的政策法规是否适应这个发展趋势,谁来做分布式能源建设开发主体,如何协调分布式能源站同电网公司和天然气公司的关系。这些问题对于分布式能源站的发展是极为现实而又严峻的挑战。目前在北京、上海、广州等地

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关键字:智能电网  分布式  电源

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1130/article_21472.html
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