分布式能源發(fā)電的應用現(xiàn)狀和前景分析

穆士留　李亨

摘要：隨著我國經濟的迅猛發(fā)展，能源短缺問題日顯突出，對于可再生清潔能源的利用成為了未來社會發(fā)展的必經之路。文章探討了分布式能源發(fā)電的應用現(xiàn)狀和前景，首先從分布式能源發(fā)電及其特征分析出發(fā)，然后從微型電網和分布式能源發(fā)電控制方法兩個方面對分布式能源發(fā)電的應用現(xiàn)狀進行了分析，最后對分布式能源發(fā)電的前景進行了展望。

關鍵詞：分布式能源發(fā)電；可再生清潔能源；微型電網；能源供給；電能輸送 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM611 文章編號：1009-2374（2015）14-0005-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.003

1 分布式能源發(fā)電及其特征

1.1 分布式能源發(fā)電概念界定

分布式能源發(fā)電是指運用多種分散性、可利用的清潔及可再生能源（諸如天陽能、地熱、水能、生物能、潮汐能等）或者是結合地區(qū)特色獲取便利的化石燃料進行供能及發(fā)電的技術。和傳統(tǒng)的發(fā)電技術相比較，分布式能源發(fā)電具有高性能、低污染、成本低、耗損小等優(yōu)點。一般情況下，由于受到各方面條件的約束，分布式能源發(fā)電規(guī)模較小，與用戶鄰近，同時也可以根據電網的需要選擇性地進行電能的輸送或者是通過直接的方式向周邊地區(qū)進行負載供應電能。

1.2 分布式能源發(fā)電的特征

分布式能源發(fā)電的節(jié)能性是指由于分布式能源發(fā)電靠近用戶端，可以最大程度上減少輸送過程中帶來的線損問題，其輸送的穩(wěn)定性也隨之提高。

分布式能源發(fā)電的環(huán)保性主要是指對有害氣體的排放（諸如一氧化碳、二氧化碳、硫化物、氮化物等）具有很大的抑制作用。原因在于分布式能源發(fā)電的原材料主要是太陽能、地熱、水能、生物能、潮汐能等可再生能源以及天然氣等清潔能源。另外，跟傳統(tǒng)的發(fā)電相比，由于用戶端的鄰近使得發(fā)電電壓等級處于一個相對較低的狀態(tài)，從而分布式能源發(fā)電的電磁污染也顯得

較低。

分布式能源發(fā)電的靈活性主要體現(xiàn)在分布式能源發(fā)電系統(tǒng)采用的大部分都是小型類資源，具有投資規(guī)模和建設周期較短的特點，可以在最短的時間內解決當地用戶電力供不應求的問題，具有非常大的靈活性。

分布式能源發(fā)電的可靠性體現(xiàn)在分布式能源發(fā)電系統(tǒng)能夠和用戶電網密切配合，從而彌補了大型電網穩(wěn)定性相對較差的問題。在電網迅速擴張建設的過程中，供電可靠性與穩(wěn)定性成為了日常監(jiān)管的難點與重點。發(fā)電規(guī)模過大直接增加了電廠和輸電干線故障發(fā)生的頻率。而分布式能源發(fā)電系統(tǒng)可以快速解決在發(fā)生電網崩潰或者是出現(xiàn)不可抗力因素情況下造成供電中斷的問題，保障用戶用電的穩(wěn)定。

1.3 分布式能源發(fā)電的種類

分布式能源發(fā)電的種類主要包括了生物質功能技術、風力發(fā)電技術、太陽能光伏發(fā)電技術、水力發(fā)電技術以及地熱發(fā)電技術。生物質功能技術的優(yōu)點主要體現(xiàn)在具有非常巨大的資源保障功能，能夠充分滿足我國經濟可持續(xù)發(fā)展對電力的需求。生物質功能技術能源的來源主要包括：（1）廢棄物物質，例如農作物廢料、林業(yè)廢料、牲畜家禽糞便、生活垃圾等；（2）一種專門運用于能源產業(yè)生產而種植的能源植物，例如麻風樹、桉樹等；（3）農產品生物質，主要指農林原材料及

糧食。

風力發(fā)電技術是最成熟、最具有潛力以及最現(xiàn)代商業(yè)化前景發(fā)展的發(fā)電方式之一。風力發(fā)電技術主要是通過風能發(fā)電阻將風能轉化成電能來實現(xiàn)發(fā)電過程。主要的機械構造包括風力機和發(fā)電機。由于風能具有非常大的不可控性，因此如何實現(xiàn)風機的輸出功率調節(jié)是保障風力發(fā)電效率的關鍵。

太陽能光伏發(fā)電技術主要是利用光伏電池將太陽能直接轉換成電能，具有不受地域限制、建設規(guī)模靈活、零污染、維護簡單等優(yōu)點。但是，由于太陽能光伏發(fā)電建設成本很高，在實際生活中普及程度不高。隨著科技的不斷進步，太陽能光伏發(fā)電技術將成為未來具有絕對競爭力的發(fā)電技術。

水力發(fā)電技術在我國運用的歷史很早，主要還是歸結于我國豐富的水資源，是一種可再生的清潔能源。依靠河流流量及落差為主要動力方式，借助于機械設備完成水能向電能的轉換。水力發(fā)電技術具有啟動快、可調性強等優(yōu)點，成為了當前小型發(fā)電廠發(fā)展的主要方向。

地熱發(fā)電技術是利用地下熱水和熱蒸汽為主要動力源的一種較為新型的發(fā)電技術，基本原理跟火力發(fā)電技術類似，將地熱能轉換成機械能，然后在實現(xiàn)機械能轉換成為電能。相比于風能、太陽能燈清潔能源發(fā)電技術，地熱發(fā)電技術不受天氣、季節(jié)變化的影響，具有非常高的穩(wěn)定性、持續(xù)性。從目前地熱發(fā)電技術在我國的運用來看，我國對地熱能的開發(fā)和利用并沒有得到足夠的重視，但是其未來發(fā)展的前景也是相當可觀的。

2 分布式能源發(fā)電的應用現(xiàn)狀

2.1 微型電網

微型電網也稱為微網，是為了配電系統(tǒng)服務而出現(xiàn)的，可以在并網模式和孤島模式中進行平穩(wěn)轉換。不僅可以降低分布式能源發(fā)電單元對主電網帶來的多種負面影響，同時還可以保障各個發(fā)電單元更好的發(fā)揮出積極的輔助性作用。微型電網具有以下特點：（1）微型電網提供的應用分布式發(fā)電有效集成單元方式，可以繼承和擁有以往分布式能源發(fā)電系統(tǒng)單獨運行時的所有優(yōu)點；（2）微型電網作為一個獨立的整體，不會對已有的公用電網安全造成負面影響，也不會改變公用電網的運行方式；（3）微型電網在控制方式上非常靈活，對于分布式能源發(fā)電單元可以實現(xiàn)隨時接入和斷開，可以提供即插即用技術；（4）微型電網在進行孤島模式時，即使上級網絡出現(xiàn)的故障也可以繼續(xù)運行當前的供電模式，保障供電的穩(wěn)定性。

2.2 分布式能源發(fā)電控制方法

分布式能源發(fā)電控制方法包括基于電力電子技術的控制方法、基于多代理的控制方法。其中，在基于電力電子技術的控制方法下，分布式能源并網只需要通過電力電子器件將發(fā)電單元借助于合理的控制策略，就可以實現(xiàn)電能上網操作。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)的控制理念相比較，基于電力電子技術的控制方法在含有能量管理的控制理念上具有非常大的優(yōu)勢。

基于多代理的控制方法可以促進風光互補混合發(fā)電系統(tǒng)的電壓優(yōu)化控制協(xié)調技術的實現(xiàn)，從而保障發(fā)電電壓的可靠與穩(wěn)定，最終保障供電的平穩(wěn)。一般情況下，基于多代理的控制系統(tǒng)主要由控制代理、數據庫代理、發(fā)電單元代理以及用戶代理等方面構成。

3 分布式能源發(fā)電的前景展望

結合我國當前分布式能源發(fā)電的具體運用情況來看，有必要多學習發(fā)達國家的先進技術來科學地規(guī)劃我國分布式能源發(fā)電的發(fā)展方面。例如，丹麥的第一家熱電聯(lián)產工廠早在1903年就開始運行，為65%之多的丹麥居民提供了社區(qū)電能和供熱。分布式能源發(fā)電運用到我國甚至是世界電網中仍然是未來的一個基本發(fā)展方向，能夠充分解決環(huán)境污染、能源短缺的問題，同時也可以解決全球性的氣候變化難題。為此，在能源越來越緊缺的背景下，實現(xiàn)分布式能源供給、采用清潔可再生能源應該得到高度的重視，實現(xiàn)我國經濟的健康、可持續(xù)

發(fā)展。

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（責任編輯：周 瓊）