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1、新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电漂浮在海面上的漂浮在海面上的“能源能源岛美国美国发明家多米尼克明家多米尼克米米凯利斯父子共同利斯父子共同设计，综合利用海洋温差能、波浪能和海上合利用海洋温差能、波浪能和海上风能、太阳能能、太阳能等多种方式的可再生能源，能全年每天等多种方式的可再生能源，能全年每天2424小小时延延续运运转。这样的一个能源的一个能源岛，建造本，建造本钱超越超越6 6亿美美圆，具有，具有250250兆瓦的兆瓦的发电才干，足才干，足够向一个小型城市供向一个小型城市供电。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电新能源与分布式发电新能源与分布式发
2、电 分布式发电分布式发电10 10 分布式分布式发电发电技技术术教学目的教学目的了解分布式了解分布式电源和分布式源和分布式发电的概念；的概念； 了解常了解常见的分布式的分布式电源和源和储能方式；能方式； 掌握分布式掌握分布式发电的特点和适用的特点和适用场所；所； 了解分布式了解分布式发电的重要意的重要意义和开展前景。和开展前景。关注的关注的问题什么是分布式什么是分布式发电？分布式分布式发电系系统中的常用中的常用电源有哪些？源有哪些？微微电网和分布式网和分布式发电有什么关系？有什么关系？常用的常用的储能方式有哪些？能方式有哪些？开展分布式开展分布式发电有什么特殊意有什么特殊意义？ 新能源与分布式
3、发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.1.1 10.1.1 分布式分布式发电简发电简介介分布式分布式发电：在一定的地域范：在一定的地域范围内，由多个甚至多种方式的内，由多个甚至多种方式的发电设备共同共同发电，以就地，以就地满足足较大大规模的用模的用电要求。要求。相相对于集中于集中发电的大型机的大型机组而言，其而言，其总的的发电才干由分布在才干由分布在不同位置的多个中小型不同位置的多个中小型电源来源来实现；相相对于于过去的小型独立去的小型独立电源而言，其容量分配和布置有一定源而言，其容量分配和布置有一定的的规律，律，满足特定的整体要求。足特定的整体要求。10.1 10.1 分布式分布
4、式发电发电的概念的概念区分几个区分几个类似的概念：似的概念：DP，DER，DG。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电分布式分布式发电普通独立于公共普通独立于公共电网而接近用网而接近用电负荷，可以包括荷，可以包括任何安装在用任何安装在用户附近的附近的发电设备，而不，而不论其其规模大小和一次模大小和一次能源的种能源的种类。普通来普通来说，分布式，分布式电源是集成或源是集成或单独运用的、接近用独运用的、接近用户的小的小型模型模块化化发电设备。10.1.1 10.1.1 分布式分布式发电简发电简介介新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.1.2 10.1.
5、2 分布式分布式发电发电的特点的特点1 1建立容易，投建立容易，投资少少单机容量和机容量和发电规模都不大，不需求建立大模都不大，不需求建立大电厂和厂和变电站、站、配配电站，土建和安装本站，土建和安装本钱低，工期短，投低，工期短，投资少。少。2 2接近用接近用户，输配配电简单，损耗小耗小接近接近电力用力用户，普通可直接就近向，普通可直接就近向负荷供荷供电，而不需求，而不需求长间隔的高隔的高压输电线，输配配电损耗小，建立耗小，建立简单廉价。廉价。3 3污染少，染少，环境相容性好境相容性好可充分利用可再生清可充分利用可再生清洁能源。能源。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电4
6、4能源利用效率高。能源利用效率高。可可结合冷合冷热电联产，将，将发电的的废热回收用于供回收用于供热和制冷，科和制冷，科学合理地学合理地实现能源的梯能源的梯级利用。利用。5 5运运转灵敏，平安可靠性有保灵敏，平安可靠性有保证。小机小机组的启的启动和停运快速，灵敏。可作和停运快速，灵敏。可作为备用用电源。源。 6 6联网运网运转，有提供，有提供辅助性效力的才干助性效力的才干可与可与电网网结合运合运转，互，互为补充，既能提高本身的供充，既能提高本身的供电可靠性，可靠性，还能能为大大电网提供网提供辅助性的效力。助性的效力。10.1.2 10.1.2 分布式分布式发电发电的特点的特点新能源与分布式发电新
7、能源与分布式发电 分布式发电分布式发电夏季和冬季用夏季和冬季用电顶峰期，冷峰期，冷热电联供可供可满足季足季节供供热或制冷需或制冷需求，并求，并节省省电力，从而减力，从而减轻供供电压力。力。小知小知识：南方雪灾：南方雪灾时小机小机组的作用的作用小知小知识：美加大停：美加大停电后，投后，投资改造的抉改造的抉择分布式分布式发电对电网的网的辅助性效力助性效力新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.1.3 分布式分布式发电发电的适用的适用场场所所分布式分布式发电系系统的运的运转方式：方式： 独立运独立运转多用于大多用于大电网覆盖不到的遥网覆盖不到的遥远地域、地域、农牧区。牧区。
8、联网运网运转多用于多用于电网中网中负荷快速增荷快速增长的区域和某些重要的的区域和某些重要的负荷区域，共同向荷区域，共同向负荷供荷供电。联网运网运转将是分布式将是分布式发电系系统未来开展的主要方向。未来开展的主要方向。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.2 10.2 分布式分布式电电源源分布式分布式电源就是分散的小源就是分散的小规模模电源，容量源，容量50MW。常利用基于可再生能源的分布式常利用基于可再生能源的分布式电源。源。微型燃气微型燃气轮机是一机是一类新近开展起来的小型新近开展起来的小型热力力发动机，是机，是以天然气、汽油、柴油等以天然气、汽油、柴油等为燃料的超
9、小型燃气燃料的超小型燃气轮机。机。微型燃气微型燃气轮机体机体积小，分量小，分量轻，功率，功率2020500 500 千瓦。本千瓦。本钱高于一高于一样功率的柴油功率的柴油发电机机组，但，但维护费用低廉，用低廉，总体体运运转费用可比之低。用可比之低。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.3 10.3 分布式供分布式供电电系系统统和微和微电电网网10.3.1 分布式供分布式供电电系系统统分布式供分布式供电系系统包含很多分散在各包含很多分散在各处的分布式的分布式电源，种源，种类也也往往不只一种，再加上往往不只一种，再加上储能安装和附近用能安装和附近用电的的负荷，其构荷，其构造
10、能造能够也相当复也相当复杂。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.3.1 分布式供分布式供电电系系统统分布式供分布式供电系系统普通由分布式普通由分布式电源、源、储能能设备、分布式供、分布式供电网网络及控制中心和附近的用及控制中心和附近的用电负荷构成，假荷构成，假设与公共与公共电网网联网网运运转就就还包括并网接口。包括并网接口。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电微微电网是可以独立运网是可以独立运转或者作或者作为一个整体与公共一个整体与公共电网网联网的分网的分布式供布式供电系系统。将分布式将分布式发电系系统以微以微电网的方式接入到公共大网的方式接入
11、到公共大电网运网运转，互，互为补充和支撑，是充和支撑，是发扬其效能的最有效方式。其效能的最有效方式。用用户所需能量由各种分布式所需能量由各种分布式电源、冷源、冷热电联供系供系统和公共和公共电网网提供，微提供，微电网在网在满足用足用户供供热和供冷需求的前提下，最和供冷需求的前提下，最终以以电能作能作为一致的能源方式将各种分布式能源加以交融，一致的能源方式将各种分布式能源加以交融，满足特定足特定的的电能能质量要求和供量要求和供电可靠性。可靠性。10.3.2 微微电电网网新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电微微电网可看作大网可看作大电网中的一个可控网中的一个可控单元，而不再是多
12、个分散元，而不再是多个分散的的电源和源和负荷。荷。10.3.2 微微电电网网微微电网和大网和大电网的网的衔接接处，称称为公共公共衔接点。接点。微微电网方式控制器，可网方式控制器，可实现并网运并网运转与独立运与独立运转的的转换。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.4 分布式系分布式系统统的的储储能能由于自然由于自然资源的特性，可再生能源用于源的特性，可再生能源用于发电时其功率其功率输出具有出具有明明显的的间歇性和歇性和动摇性，其性，其变化甚是能化甚是能够是随机的，容易是随机的，容易对电网网产生冲生冲击，严重重时会引会引发电网事故。网事故。为充分利用可再生能源并保充分利
13、用可再生能源并保证其供其供电可靠性，就要可靠性，就要对这种种难以以准确准确预测的能量的能量变化化进展及展及时的控制和抑制。的控制和抑制。储能安装，就是用来能安装，就是用来处理理这一一问题。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.4.1 常用的常用的储储能技能技术术1 1蓄蓄电池池储能能蓄蓄电池池储能系能系统由蓄由蓄电池、逆池、逆变器、控制安装、器、控制安装、辅助助设备平安、平安、环境境维护设备等部分等部分组成。成。以分以分为铅酸酸电池、池、镍镉电池、池、镍氢电池、池、锂离子离子电池等。池等。性价比很高的性价比很高的铅酸蓄酸蓄电池最合池最合顺运用于分布式运用于分布式发电系
14、系统。传统的蓄的蓄电池存在初次投池存在初次投资高、寿命短、高、寿命短、环境境污染等染等问题。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.4.1 常用的常用的储储能技能技术术2 2超超导储能能中心部件是由超中心部件是由超导资料制成的超料制成的超导线圈。圈。通入直流通入直流电，线圈中就会构成圈中就会构成强磁磁场，把把电能以磁能以磁场能的方式能的方式储存起来。存起来。由于超由于超导体的体的电阻几乎阻几乎为零，零，电流在超流在超导线圈中循圈中循环时产生的功率生的功率损耗很小，耗很小，因此因此储存的能量不易流失。存的能量不易流失。在外部需求能量在外部需求能量时，可以把，可以把储存的能
15、量存的能量送回送回电网或网或实现其它用途。其它用途。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电超超导特性普通需求在很低的温度下才干特性普通需求在很低的温度下才干维持。一旦温度升持。一旦温度升高，超高，超导体就体就变为普通的普通的导体，体，电流流流流过时将将产生很大生很大的功率的功率损耗，耗，储能的效果也就不复存在了。能的效果也就不复存在了。普通将超普通将超导线圈浸泡在温度极低的液体液圈浸泡在温度极低的液体液氢等，然后等，然后封封锁在容器中。在容器中。因此，超因此，超导储能系能系统除了中心部件超除了中心部件超导线圈以外，圈以外，还包括包括冷却系冷却系统、密封容器以及用于控制的、密
16、封容器以及用于控制的电子安装。子安装。10.4.1 常用的常用的储储能技能技术术2 2超导储能超导储能新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电是一种机械是一种机械储能方式。能方式。1970s1970s就有了利用高速旋就有了利用高速旋转的的飞轮来来储存能量，并运用于存能量，并运用于电动汽汽车的想象。的想象。由于由于飞轮资料和料和轴承等关承等关键技技术不断没有不断没有处理而停滞，理而停滞，1990s1990s以来，高以来，高强度的碳度的碳纤维资料、低料、低损耗磁耗磁悬浮浮轴承、承、电力力电子学三方面的技子学三方面的技术开展，开展，飞轮储能得到快速开展。能得到快速开展。10.4.1
17、 常用的常用的储储能技能技术术3 3飞轮储能能新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电10.4.2 10.4.2 储储能安装在分布式系能安装在分布式系统统中的作用中的作用1 1平衡平衡发电量和用量和用电量量2 2充任充任备用或用或应急急电源源某些分布式某些分布式电源受自然条件影响而源受自然条件影响而减少甚至不能供减少甚至不能供电时，储能系能系统就像就像备用用电源，可源，可暂时维持供持供电。此外，基于系此外，基于系统平安性的思索，分平安性的思索，分布式布式发电系系统也可以保管一定数也可以保管一定数量的量的电能，用以能，用
18、以应付突付突发事件。事件。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电 3改善分布式系改善分布式系统的可控性的可控性储能系能系统可可调理分布式系理分布式系统与大与大电网的能量交网的能量交换，将，将难以准以准确确预测和控制的分布式和控制的分布式电源，整合源，整合为可以按方案可以按方案输出出电能的能的系系统，使其成，使其成为可以可以调度的度的发电单元，从而减元，从而减轻对大大电网的网的影响，提高大影响，提高大电网网对分布式分布式电源的接受程度。源的接受程度。4 4提供提供辅助效力助效力经过功率功率动摇的抑制和快速的能量吞吐，可明的抑制和快速的能量吞吐，可明显改善分布式改善分布式发电系
19、系统的的电能能质量。量。加加强了分布式了分布式发电系系统可控性，在用可控性，在用电顶峰峰时分担分担负荷，在荷，在发生部分缺点生部分缺点时提供提供紧急功率支持，等等。急功率支持，等等。可可见，储能安装在分布式能安装在分布式发电系系统中是非常重要的。中是非常重要的。新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电1970s1970s就有了分布式就有了分布式电电源的概念，美国公共事源的概念，美国公共事业业管理政策法公管理政策法公布后，正式得以推行，并很快被其它国家接受。布后，正式得以推行，并很快被其它国家接受。“911“911后，出于后，出于对对供供电电平安的思索，美国等加快分布式供平安的
20、思索，美国等加快分布式供电电系系统统研研讨讨和建立的步伐，在很多国家已和建立的步伐，在很多国家已颇颇具具规规模。模。目前分布式目前分布式电电源站美国有源站美国有60006000多座；英国有多座；英国有10001000多座；日本有多座；日本有近近50005000家，家，总总容量超越容量超越600600万千瓦。万千瓦。20062006年欧盟国家的分布年欧盟国家的分布式供式供电电系系统统到达到达1.51.5万个左右。万个左右。美国方案到美国方案到20212021年和年和20202020年分年分别别有有20%20%和和50%50%以上的新建商用或以上的新建商用或办办公建筑运用分布式供公建筑运用分布式供
21、电电系系统统，并且在，并且在20202020年将年将15%15%的的现现有有建筑改由分布式建筑改由分布式电电源供源供电电。 10.5 分布式分布式发电发电的开展运用的开展运用新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电上上海海、北北京京、广广州州等等大大城城市市，1010多多年年前前就就尝试分分布布式式供供电，已有已有胜利范例利范例( (参参见教材教材) )。20052005年年，我我国国首首个个分分布布式式电力力技技术集集成成工工程程中中心心落落户广广州州，标志着我国分布式供志着我国分布式供电技技术进入本入本质性开展性开展阶段。段。冷冷热电三三联供供技技术运运用用最最广广泛泛，
22、开开展展前前景景较好好，我我国国大大部部分分地地域域的的住住宅宅、商商业大大楼楼、医医院院、公公用用建建筑筑、工工厂厂等等，都都有有供供电、供供暖暖及及制制冷冷需需求求，而而且且很很多多地地方方配配有有自自备发电设备，这些都些都为冷冷热电三三联供提供了市供提供了市场。 10.5 分布式分布式发电发电的开展运用的开展运用新能源与分布式发电新能源与分布式发电 分布式发电分布式发电本章小结本章小结v分布式能源供分布式能源供电：某些中小型：某些中小型发电安装接近用安装接近用户侧安装，安装，它既可独立于公共它既可独立于公共电网直接网直接为少量用少量用户提供提供电能，也可将能，也可将其并入其并入电力系力系统低低压配配电网，与公共网，与公共电网一同共同网一同共同为用用户提供提供电能。能。v将分布式将分布式发电供能系供能系统以微以微电网方式接入到大网方式接入到大电网运网运转，与大与大电网互网互为支撑，是支撑，是发扬分布式分布式发电供能系供能系统效能的最效能的最有效方式。有效方式。 v分布式分布式发电要想在要想在电网中网中发扬更大的作用更大的作用还面面临很多挑很多挑战，需求在很多方面，需求在很多方面获得突破。得突破。
