分布式電源發展現狀

張鵬

[摘 要]本文通過對分布式電源概念的分析，闡述了分布式電源的四個基本特征，并對常見的分布式電源，如太陽能發電，風力發電，生物智能發電，燃料電池等進行了介紹。

[關鍵詞]分布式電源、DES、風力發電、太陽能發電

中圖分類號：TM61；F426.61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）03-0141-01

引言

分布式電源作為大電源的重要補充，具有清潔、高效的特點，將成為我國促進節能減排和應對氣候變化的重要措施之一。分布式電源是促進風電、太陽能等分散式可再生能源的開發利用、提高清潔能源利用效率、解決偏遠農村地區電力供應問題的重要途徑。在當今能源和環境壓力日益增加的背景下，推動分布式電源發展已成為世界各國促進節能減排、應對氣候變化的重要措施之一。分布式電源作為我國電力系統的有機組成部分，是大電源的重要補充，與大電源、大電網有機統一、缺一不可。

分布式能源系統并不是簡單地采用傳統的發電技術，而是建立在自動控制系統、先進的材料技術、靈活的制造工藝等新技術的基礎上，具有低污染排放，靈活方便，高可靠性和高效率的新型能源生產系統。

分布式電源的概念

分布式能源系統（DistributedEnergySystem，簡稱DES）是一種建立在能量梯級利用概念基礎之上，分布安置在需求側的能源梯級利用，以及資源綜合利用和可再生能源設施。它通過在需求現場根據用戶對能源的不同需求，實現溫度對口供應能源，將輸送環節的損耗降至最低，從而實現能源利用效能的最大化。

分布式能源是以資源、環境和經濟效益最優化來確定機組配置和容量規模的系統，它追求終端能源利用效率的最大化，采用需求應對式設計和模塊化組合配置，可以滿足用戶多種能源需求，能夠對資源配置進行供需優化整合。分布式能源依賴于先進的信息技術，采用智能化、網絡化控制和遠程遙控技術，可實現現場無人職守。同時，它也依靠于能源服務公司體系的社會化能源技術服務體系，實現投資、建設、運行和管理的專業化運作，以保障各能源系統的安全可靠運行。

關于分布式電源的界定標準，具有如下四個基本特征。

（1） 直接向用戶供電，電流一般不穿越上一級變壓器。這是分布式電源的最本質特征，適應分散式能源資源的就近利用，實現電能就地消納。

（2） 裝機規模小，一般為10MW及以下。但從實際并網情況來看，接入66kV電壓等級的大容量分布式電源所占比例很少。

（3） 通常接入中低壓配電網。

（4） 發電類型主要為可再生能源發電、資源綜合利用發電、高能效天然氣多聯供

組成分布式能源系統的發電系統具有如下特點：

（1） 效地利用發電產生的廢能生成熱和電；

（2） 現場端的可再生能源系統；

（3） 包括利用現場廢氣、廢熱及多余壓差來發電的能源循環利用系統。

分布式電源的分類

分布式發電技術多種多樣，常見的有太陽能發電，風力發電，生物智能發電，燃料電池等。

太陽能發電技術；光伏陣列吸收的能量先經過全橋逆變和電感濾波，再由升壓變壓器隔離，升壓后再并入電網運行。從其電路結構中，我們可以看到由于光伏系統一般需要通過逆變器接入電網，當系統發生發生短路時，由于逆變器的自身特性，其不可能承受電網短路電流，將會迅速關斷（但是當其所帶負荷小于額定負荷時，逆變器將會向系統短時輸入一定的電流，其值等于額定電流和運行電流之差）。這樣光伏系統相當于脫離電網，使系統恢復到無DG的狀態。

風力發電技術：風力發電主要是通過原動機（風力機）捕獲風能，并將其轉化為機械能，然后再由發電機將機械能轉化為電能，最后并網運行。風力發電機一般分為鼠籠式異步發電機、轉差可調的饒線式異步發電機、雙饋異步發電機、低速同步發電機等。按其并網方式將其分為二類：直接并網（鼠籠式異步發電機）；通過逆變器并網（雙饋異步發電機等）。同太陽能發電相似，通過逆變器并網的風力發電機由于逆變器的自身特性，其不可能承受電網短路電流。所以，通過逆變器并網的風機當系統發生故障時，將會迅速關斷，使系統恢復到無DG的狀態；對于直接并網的風機，其接入位置的不同以及容量的不同對系統都會產生一定的影響。

燃料電池技術：燃料電池的工作原理是富含氫的燃料（如天然氣，甲醇）與空氣的氧氣結合生成水，氫氧離子的定向移動在外電路形成電流，類似電解水的逆過程。它并不燃燒電池，而是通過化學的過程將燃料的化學能轉化為電能。

一般而言，燃料電池和太陽能發電的并網方式相似，都是通過逆變器并網的。雖然分布式發電技術種類多樣，但是通過其并網方式的不同，我們將其分為二類，通過電力電子器件并網和直接并網。在系統正常運行時，這二類DG都會對系統電壓形態、有功及無功潮流等特性有一定的影響；當系統發生故障時我們就需要區別對待：直接并網的DG由其容量和位置的不同，提供不同的短路電流；通過電流型逆變器并網的DG由于電子元件的自身特性，其迅速關斷，相當于脫離系統，不會對系統故障產生影響。但通過電壓型逆變器并網的DG將會向系統輸送無功功率，雖然這對故障時支持系統電壓起到了一定的效果，但他可能會影響到功率方向保護，從而產生誤動。

結束語

如果說電力市場化是電力行業的重大改革，那么分布式電源可認為是電力行業的重大技術改革，兩者共同作用將使未來世界的電力行業呈現全新的面貌。隨著電力體制改革的發展，分布式電源也可為一些用戶提供一種"自立"的選擇，使其更能適應易變的電力市場。此外，由于分布式電源設施的安裝周期短，不需要現存的基礎設施，而且與大型的中央電站及發電設施相比總投資較少，因此在電力競爭性市場建立后分布式電源的作用將會日益明顯和重要，從而可與現有電力系統結合形成一個高效、靈活的電力系統，提高整個社會的能源利用率，提高整個供電系統的穩定性、可靠性和電力質量。

參考文獻

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