[科普中國]-分布式電源

分布式電源裝置是指功率為數(shù)千瓦至50 MW小型模塊式的、與環(huán)境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有，用以滿足電力系統(tǒng)和用戶特定的要求。如調(diào)峰、為邊遠(yuǎn)用戶或商業(yè)區(qū)和居民區(qū)供電，節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性等等。

含義分布式電源最簡潔的定義是：不直接與集中輸電系統(tǒng)相連的35kV及以下電壓等級的電源，主要包括發(fā)電設(shè)備和儲能裝置1。

優(yōu)勢(1)經(jīng)濟(jì)性：由于分布式發(fā)電位于用戶側(cè)，靠近負(fù)荷中心，因此大大減少了輸配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和損耗；同時，分布式發(fā)電規(guī)劃和建設(shè)周期短，投資見效快，投資的風(fēng)險較小。

(2)環(huán)保性：分布式發(fā)電可廣泛利用清潔可再生能源，減少化石能源的消耗和有害氣體的排放。

(3)靈活性：分布式發(fā)電系統(tǒng)多采用性能先進(jìn)的中小型模塊化設(shè)備，開停機(jī)快速，維修管理方便，調(diào)節(jié)靈活，且各電源相對獨立，可滿足削峰填谷、對重要用戶供電等不同的需求。

(4)安全性：分布式發(fā)電形式多樣，能夠減少對單一能源的依賴程度，在一定程度上緩解能源危機(jī)的擴(kuò)大；同時，分布式發(fā)電位置分散，不易受意外災(zāi)害或突發(fā)事件的影響，具有抵御大規(guī)模停電的潛力。

特點分布式能源系統(tǒng)并不是簡單地采用傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，而是建立在自動控制系統(tǒng)、先進(jìn)的材料技術(shù)、靈活的制造工藝等新技術(shù)的基礎(chǔ)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(chǎn)系統(tǒng)。

組成分布式能源系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)具有如下特點：

①高效地利用發(fā)電產(chǎn)生的廢能生成熱和電；

②現(xiàn)場端的可再生能源系統(tǒng)；

③包括利用現(xiàn)場廢氣、廢熱及多余壓差來發(fā)電的能源循環(huán)利用系統(tǒng)2。

分類分布式發(fā)電(Distributed Generation ,DG) 裝置根據(jù)使用技術(shù)的不同，可分為熱電冷聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、小型水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、燃料電池等；根據(jù)所使用的能源類型，DG可分為化石能源(煤炭、石油、天然氣) 發(fā)電與可再生能源(風(fēng)力、太陽能、潮汐、生物質(zhì)、小水電等) 發(fā)電兩種形式。分布式儲能(Distributed Energy Storage ,DES) 裝置是指模塊化、可快速組裝、接在配電網(wǎng)上的能量存儲與轉(zhuǎn)換裝置。根據(jù)儲能形式的不同，DES 可分為電化學(xué)儲能(如蓄電池儲能裝置) 、電磁儲能(如超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能等) 、機(jī)械儲能裝置(如飛輪儲能和壓縮空氣儲能等) ，熱能儲能裝置等。此外，發(fā)展很快的電動汽車亦可在配電網(wǎng)需要時向其送電，因此也是一種DES。

界定分布式電源的界定，是位于用戶附近，所發(fā)電能就地利用，以10千伏及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個并網(wǎng)點總裝機(jī)容量不超過6兆瓦的發(fā)電項目。包括太陽能、天然氣、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、資源綜合利用發(fā)電等類型。

用途當(dāng)今的分布式電源主要是指用液體或氣體燃料的內(nèi)燃機(jī)(IC)、微型燃?xì)廨啓C(jī)（Micro turbines）、各種工程用的燃料電池（Fuel Cell）、太陽能電站、風(fēng)電機(jī)組組成的微網(wǎng)。因其具有良好的環(huán)保性能，分布式電源與“小機(jī)組”已不是同一概念3。

常見型號

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重要意義分布式能源可使用天然氣、煤層氣等燃料，也可以利用沼氣、焦?fàn)t煤氣等廢氣資源，甚至可利用風(fēng)能、太陽能、水能等可再生資源。由于分布式能源項目多建在城市，故大部分分布式能源的燃料多為天然氣或是柴油。具體而言發(fā)展分布式能源的重要意義有以下幾方面：

(1)經(jīng)濟(jì)性

由于分布式能源可用發(fā)電的余熱來制熱、制冷，因此能源得以合理的梯 級利用，從而可提高能源的利用效率(達(dá)70%-90%)。由于分布式電源的并網(wǎng)，減少或緩建了大型發(fā)電廠和高壓輸電網(wǎng)，緩建了電網(wǎng)而節(jié)約投資。同時，使得輸配電網(wǎng)的潮流減少，相應(yīng)的降低了網(wǎng)損。

(2)環(huán)保性

因其采用天然氣做燃料或以氫氣、太陽能、風(fēng)能為能源，故可減 少有害物的排放總量，減輕環(huán)保的壓力：大量的就近供電減少了大容量遠(yuǎn)距離高電壓輸電線的建設(shè)，由此不但減少了高壓輸電線的電磁污染，也減少了高壓輸電線的征地面積和線路走廊，減少了對線路下樹本的砍伐，有利于環(huán)保。

(3)能源利用的多樣性

分布式發(fā)電可利用多種能源，如清潔能源(天然氣)、 新能源(氫)和可再生能源(風(fēng)能和太陽能等)，并同時為用戶提供冷、熱、電等多種能源應(yīng)用方式，因此是解決能源危機(jī)、提高能源利用效率和能源安全問題的一種很好的途徑。

(4)調(diào)峰作用

夏季和冬季往往是負(fù)荷的高峰時期，此時如采用以天然氣為燃 料的燃?xì)廨啓C(jī)等冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)，不但可解決冬夏季的供冷與冬季的供熱需要，同時也提供了一部分電力，由此可對電網(wǎng)起到削峰填谷作用。此外，也部 分解決了天然氣供應(yīng)時的峰谷差過大問題，發(fā)揮了天然氣與電力的互補(bǔ)作用。

(5)安全性和可靠性

當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)大面積停電事故時，具有特殊設(shè)計的分布式發(fā)電系統(tǒng)仍能保持正常運(yùn)行，由此可提高供電的安全性和可靠性。

(6)電力市場問題

分布式發(fā)電可以適應(yīng)電力市場發(fā)展的需要、由多家集資辦電，發(fā)揮電力建設(shè)市場、電力供應(yīng)市場的競爭機(jī)制。

**(7)**投資風(fēng)險

分布式發(fā)電的裝機(jī)容量一般較小，建設(shè)周期短，因此可避免類似大型發(fā)電站建設(shè)周期帶來的投資風(fēng)險。

**(8)**邊遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題

我國許多邊遠(yuǎn)及農(nóng)村地區(qū)遠(yuǎn)離大電網(wǎng)，因此難以從大電網(wǎng)向其供電。采用太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電的獨立發(fā)電系 統(tǒng)不失為一種優(yōu)選的方法2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)