可再生能源的发展及并网

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1、可再生能源的发展及并网摘要：可再生能源的开发利用是应对气候变化和满足能源需求持续增长的最现实的举措。介 绍了可再生能源的发展现状及发展趋势，以及对可再生能源发电并网的分析。关键词：能源；可再生能源；并网0.引言可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，从世 界范围看，利用可再生能源发电的主要种类有水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、地热 发电、生物质能发电等，其中，水力发电是目前最成熟的可再生能源发电技术，2008 年的 装机容量约为8.5亿KW；风力发电是近几年来发展速度最快的，我国的风电在最近几年有 了突破性的发展，连续2 年的增长速度超过 100%；在全世界

2、有 80多个国家发现有地热资源， 有50多个国家在不同程度上利用了地热能，有21个国家利用地热发电。在萨尔瓦多、肯尼 亚、尼加拉瓜和菲律宾等国，地热发电量己占到国家电网发电量的10%20%，特别是菲律 宾目前地热发电已占全国发电量的 19%，我国适合发电的地热资源集中在西藏和云南地区， 由于当地水能资源丰富，地热发电竞争力不强，近期难以大规模发展；现代生物质能的发展 方向是高效清洁利用，将生物质转换为优质能源。到2005年底，全世界生物质能发电总装 机容量约为5000万KW,主要集中在北欧和美国。从生物质能源利用情况看，到2006 年, 国家发改委、各省发改委共核准了农作物秸秆发电项目39处，

3、总装机容量达128万KW， 在建项目超过20个。到2007年10月，全国核准项目已经超过60处，在建项目超过30处， 已经投产项目达到13个，投产项目总装机容量为29.5万KW。1. 可再生能源的发展趋势1.1 风能我国风电开发始于20世纪80年代中期，经过20多年的发展，我国已建成260多个风 电场，同时掌握了风电运行管理的相关技术，积累了众多宝贵经验，培养了一批风电设计、 施工的技术型人才，推动了风力发电技术平台和人才培养机制的建设，为风电的大规模开发 和利用奠定了坚实的技术和人才一基础。目前，并网风电已逐渐进入规模化发电阶段。此外，约20万台小型独立运行的风力发电机（总容量约3万kw）建

4、立在偏远地区。风电 设备研发和制造技术也有了很大的进步，形成了一批从事风电技术研发、设计和运行管理的 技术队伍，基本掌握了单机容量在750kW及以下风电设备制造的相关技术，并具备了批量 生产能力，当一前研发中的兆瓦级（1000kW）风力发电设备样机也已在试运行。但与先进国际 水平相比，国产风电机组单机容量仍然较小，核心部件仍依赖进口，零部件制造技术也有待 提高。目前我国正在组织开展全国风能资源的评价、风电场选址和 30个大型风电场的可行 性研究工作，该项工作将为风能的大规模开发利用奠定良好基础。近年来，社会各界对发展风电的积极性普通较高，一批新建风电项目正在实施。 2005 2009年，我国风

5、电装机规模连续实现翻倍增长，风电发展达到新的水平。截止2009年底， 我国风电机组累计装机容量达到2601万千瓦，位列世界第二，新增装机总量达1380万千瓦， 位列世界第一。按照以上发展形势判断，在2020年实现。1.2 生物质能1）沼气：到2008年底，全国己建成农村户用沼气池约3000万口，生活污水净化沼气池 14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程达到2700多处，沼气年产量约100亿立方米，为 近 8000 万农村人口提供了优质的生活燃料。随着沼气技术的不断进步和完善，我国的用户 沼气系统建设基本实现了专业化施工和标准化生产，很多地区都己建立了沼气技术服务机构，具备了相应的技术服务能力。

6、大中型沼气工程工艺技术逐渐成熟，并形成了专业化的设 计和施工队伍，完善了服务体系，基本具备了规模发展的条件。2）生物质发电：生物质发电包括沼气发电、垃圾发电和农林废弃物发电等。经过多年努 力，我国在引进国外垃圾焚烧发电技术和设备的基础上，通过技术引进与自主研发相结合， 设备制造水平有了一定的提高，目前基本具备了制造垃圾发电设备的能力。截止 2009 年底， 全国生物质发电装机容量约为 450 万千瓦，其中秸秆发电约为 130 万千瓦，蔗渣发电约为 170 万千瓦，垃圾发电约 80 万千瓦，其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等。生 物质煤混燃发电示范工作也有所进展，进入了试点示范阶段。另外

7、，全国有 50 多个小火 电厂参与秸秆掺烧发电的技术试验研究，为生物质发电积累了大量的实践经验。但总体来看， 我国在生物质发电的原料收集、净化处理、相关设备制造和维护等方面与国际先进水平还存 在一定差距。3）生物质液体燃料：生物质液体燃料是重要的石油替代品，主要包括燃料乙醇和生物柴 油。目前，我国己开始在交通燃料中使用燃料乙醇。以陈化粮为原料的燃料乙醇年生产能力 约 100 万吨；以甜高粱为原料的燃料乙醇技术、榨油厂油渣、油料作物为原料生产生物柴油 能力也达到年产 2 万吨。十一五规划纲要把加快开发生物质能作为重要任务，提出要支 持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电，建设一批秸秆和林木质电厂，

8、扩大生物质固体成 型燃料、燃料乙醇和生物柴油的生产能力。预计到 2020 年，生物质能总装机将达到 3000 万千瓦，生物燃料乙醇和生物柴油年产量达到 1200万吨，沼气年产量达到 440亿立方米。1.3 太阳能1）太阳能发电：我国目前的太阳能发电系统应用以离网型为主，有效地为无电村、无电 户解决了用电问题。随着技术进步和社会用电需求增长，我国的光伏发电系统正逐步转向并 网类型。数据显示，20052009 年中国新增装机容量虽然有较大的增长率，但基数很低， 2009年中国太阳能光伏发电机组新增装机容量出现了爆发式增长，新增装机容量达 160Mw， 累积装机容量达到300MW，同比增长92.9%

9、。2008年我国启动屋顶和大型地面并网光伏发 电示范项目建设， 2009 年初完成的甘肃敦煌 1 万千瓦级大型荒漠并网光伏电站的招标，标 志着我国并网光伏发电的规模化发展正式启动。未来20年内，我国太阳能发电发展目标， 见表 1。光伏发电装机容量 1500 万 kw;品体硅电池为主流技术;开发薄膜电池;完善光伏发电产业链装机容量3000万kw;品体硅电池盒薄膜电池为市场主要产品;光伏发电产业链基本成熟装机容量 10000 万kW光热发电10100MW 太阳能热发电系统示范；太阳能高温储热低成本技术的大规模示范；联合循环电站的实验示范1001000MW 级“Solar-only” 型太阳能发热发

10、电技术商业化应用；累计装机容量达到 2000 万 kW“Solar-only” 型集中式和分布式的太阳能热发电技术大规模商业化应用；累计装机容量达 8000 万 kW表1我国太阳能发电发展目标发展目标近期（2015年）中期（2020年）长期（2030年）2）太阳能热水器：太阳能热水器的节能效果和环境效果显著，据测算，每平方米太阳能 热水器每年相当于节约340千克标准煤。近年来，我国太阳能热水器发展十分迅速，太阳能 热水器的使用量和生产量均居世界前列。我国太阳能热水器产业规模较大，增长速度快。产量和保有量己持续多年保持高增长， 使用量和年产量均占世界总量的一半以上，位居世界第一。目前我国部分太阳

11、能热水器拥有 完全自主知识产权专利技术，生产商业化己基本形成，构建了工程设计、产品开发制造、原 材料加工和营销服务整套产业体系，形成了以山东、浙江、江苏、广东为代表的生产聚集地。 根据发展情况，该行业大致可以划分为三大阵营:以皇明、华扬、亿佳能、清华阳光为代表 的专业厂家，以小天鹅、美菱、澳柯玛为代表的综合家电厂商，以及少量外资和众多的地方 区域性中小企业。广阔的市场前景和较低的进入壁垒造成大量中小企业涌入太阳能热水器行 业，而这些企业多为作坊厂家，没有完整有效的管理体系和营销策略。国家对于该行业的管 理上还欠缺相应的行业标准，监督力量不够。目前我国的太阳能热水器市场的混乱严重制约 着行业的长

12、远发展，因此未来国家工作的重点在于加强行业指导与监管。(3)太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。最简便的一种太阳房叫被动式太阳房，建 造容易，不需要安装特殊的动力设备，完全依靠建筑结构造成的吸热、隔热、保温、通风等 特性，来达到冬暖夏凉的目的。比较复杂一点叫主动式太阳房，主动式太阳房一般由集热器、 传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成，它需要热交换器、水泵和风机等 设备，电源也是不可缺少的。更为讲究高级的一种太阳房，则为空调致冷式太阳房。我国的 被动式太阳房设计具有中国特色，形式多样，几乎覆盖所有民用建筑。太阳房比普通房屋增 加造价不多，达到了节能和清洁取暖的效果，受到了日益富裕

13、起来的农民的青睐。1.4 地热能我国利用地热资源的方式主要是高温地热发电和中低温地热直接利用。在地热利用规模 上，我国近年来一直位居世界首位，并以每年近 10%的速度增长，全国地热利用规模已突破4.5 亿立方米。当前，我国已发现的地热区有3200多处，其中可用以发电的高温地热有 255 处。现在中国西藏已建成 3座地热电站，全国总装机容量 29兆瓦。在北京、天津、西安、 鞍山等大中城市的地热采暖己取得良好的经济效益和环境效益。此外地热温室、地热养殖、 地热灌溉等农业利用地热资源产业也在迅速发展，另外，地热资源还普遍应用于娱乐和旅游。2. 可再生能源发电并网分析2.1 可再生能源发电的主要并网模

14、式可再生能源发电的主要并网模式主要有:传统集中模式、分布式发电方式、分布式发电 加能源储存并网方式。(1) 传统集中模式传统集中模式，主要适用于大型水力发电和风电、太阳能发电等方式，水力发电虽然有 丰水期和枯水期的影响，但在发电时基本能够做到持续不间断的发电，因此接入电网的模式 与化石能源发电模式并无明显的差别。这是目前我国的可再生能源发电采用的主要形式，国 家电监会的 2009年1月 21日发布的2008年可再生能源电量收购和电价政策执行情况监 管报告中显示，截至2007年底，全国可再生能源发电装机约为154.94GW，占当年全国 总装机容量的21.6%,全国可再生能源发电量为4825亿KW

15、h,占当年全国总发电量的14.8%, 2005年底至2007年底，全国可再生能源发电装机增加了 36.3IGW,增长了 30.6%。(2) 分布式发电方式近几年，功率在100kW左右的分布式电源获得了很好的应用策略。所谓分布式发电(DG) 是指：为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行，以分散式布置在用户附近，发电 功率为数千瓦到数十兆瓦不等的小型模块式且与环境兼容的独立电源，它是与传统集中式供 电模式完全不同的新型供电模式。这些分布式电源主要包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏 发电装置和风力发电机等。分布式电源和储能设备(蓄电池、高速飞轮等)一起可组合成微型 电网(简称微网)向关键负荷高质

16、量地不间断供电。微网内的分布式电源一般需要通过控制灵 活的电力电子装置连接到电网。微网存在两种典型的运行模式，正常情况下微网与常规电网 并网运行，称为联网模式;当检测到电网故障或电能质量不满足要求时，微网将及时与电网 断开运行于孤岛模式尤其在孤岛运行模式下，由于分布式电源不再利用并联运行的常规电网 获得电压和频率参考，此时的控制将更加复杂。(3) 分布式发电加能源储存并网方式在微网中，分布式电源一般需要配备储能装置。以高质量地向负荷供电。从长远的目标 来看，分布式电源一定要解决储能问题，大容量的储能关键技术若不能得到解决的话，对可 再生能源的利用会有较大影响。国家支持的基础研究中，储能技术是非常重要的一环。要妥 善解决风电、光伏发电的波动性和随机性对电网运行造成的影响，使可再生能源顺利接入电 网，储能技术是