分布式電源是什么?常見型號、特征、優(yōu)勢及分
隨著可再生能源的快速發(fā)展,加上技術的不斷成熟,分布式電源接入是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。那么,什么是分布式電源?分類有哪些?分布式電源通常接入中壓或低壓配電系統(tǒng),并會對配電系統(tǒng)產生廣泛而深遠的影響。分布式發(fā)電具有分散、隨機變動等特點,大量的分布式電源的接入,將對配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產生極大的影響。
一、什么是分布式電源?
分布式電源(Distributed Generation,DG)是指為了滿足特定電力用戶的電力需求,在用戶附近布置的35kV及以下電壓等級的獨立電源。DG通常采用技術先進的控制設備,具有操作簡單、投切機組方便和能源利用率高等優(yōu)勢。當大電網發(fā)生故障時,DG可作為孤島內的電源實現(xiàn)孤島運行。位置和容量合理的 DG 可滿足偏遠地區(qū)的小負荷用電需求,提高對用戶的供電可靠性。
分布式電源并不是簡單地采用傳統(tǒng)的發(fā)電技術,而是建立在自動控制系統(tǒng)、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(tǒng)。
在用戶所在場地或附近建設安裝、運行方式以用戶側自發(fā)自用為主、多余電量上網,且在配電網系統(tǒng)平衡調節(jié)為特征的發(fā)電設施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯(lián)供設施。包括太陽能、天然氣、生物質能、風能、地熱能、海洋能、資源綜合利用發(fā)電等。
在并網方面,為分布式電源并網開辟綠色通道、提供一切優(yōu)惠條件;建于用戶內部場所的分布式電源項目,發(fā)電量可以全部上網、全部自用或自發(fā)自用余電上網,由用戶自行選擇,用戶不足電量由電網提供。
在價格結算方面,分布式電源并網實行上、下網電量分開結算,電價執(zhí)行國家相關政策。對分布式光伏發(fā)電、風電項目,公司免費提供關口計量裝置和發(fā)電量計量用電能表,不收取系統(tǒng)備用容量費。分布式電源發(fā)電量可以全部自用或自發(fā)自用余電上網,由用戶自行選擇,用戶不足電量由電網提供。上、下網電量分開結算,電價執(zhí)行國家相關政策。
二、分布式電源的優(yōu)勢
(1)經濟性:由于分布式發(fā)電位于用戶側,靠近負荷中心,因此大大減少了輸配電網絡的建設成本和損耗;同時,分布式發(fā)電規(guī)劃和建設周期短,投資見效快,投資的風險較小。
(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:分布式電源發(fā)電系統(tǒng)多采用性能先進的中小型模塊化設備,開停機快速,維修管理方便,調節(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:分布式電源系統(tǒng)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的擴大;同時,分布式發(fā)電位置分散,不易受意外災害或突發(fā)事件的影響,具有抵御大規(guī)模停電的潛力。
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)
三、分布式發(fā)電技術分類和優(yōu)點
分布式發(fā)電指的是在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的發(fā)電機組(一般低于30MW),以滿足特定用戶的需要,支持現(xiàn)存配電網的經濟運行,或者同時滿足這兩個方面的要求。根據(jù)所使用一次能源的不同,分布式發(fā)電可分為基于化石能源的分布式發(fā)電技術、基于可再生能源的分布式發(fā)電技術以及混合的分布式發(fā)電技術。
分布式發(fā)電技術主要有:光伏發(fā)電、風能發(fā)電、生物質能發(fā)電、燃氣輪機及潮汐能發(fā)電等。目前,國內外主要以發(fā)展光伏發(fā)電及風能發(fā)電為主。尤其是光伏發(fā)電的技術研發(fā)及市場應用已經相對成熟。
與傳統(tǒng)的大型集中式發(fā)配電模式相比較,分布式發(fā)電技術具有的獨立性、可對區(qū)域電網的電能質量和性能進行實時控制、投資少、安裝地點靈活、建設周期短、能源利用率高及環(huán)境污染小等優(yōu)勢。具體優(yōu)點如下:
1.有利于提高配電網對分布式能源的接納能力;
2.可有效提高分布式可再生能源的利用率,并根據(jù)實際的應用需求,提供相應電能質量的服務。
3.可降低配電網損耗,優(yōu)化配電網運行方式;
4.可在電網故障狀態(tài)下保證關鍵負荷供電,提高供電的可靠性;
5.可用于解決偏遠地區(qū)、荒漠或海島的用電問題。
四、分布式電源特征
(1)直接供電
分布式電源最本質的特征是直接向用戶供電,使得分散式能源資源能夠就近利用,實現(xiàn)了電能的就地消納。
(2)裝機規(guī)模小
分布式電源裝機規(guī)模通常在10MW及以下,包括美國、法國在內的多個國家對分布式電源接入容量進行限制(10MW左右),僅有兩個國家容量為100MW級,但從實際并網情況來看,66kV電壓等級的大容量分布式電源所占比例極少。
(3)接入中低壓配電網
中低壓配電網在各國的定義存在差異,具體的接入電壓等級有所不同,通常為10(35)kV及以下,包括德國、法國等幾個國家對分布式電源接入電壓等級進行限制(中低壓配電網),英國所允許的66kV電壓等級也仍屬于中壓配電網范圍。
(4)發(fā)電類型多為高能效天然氣多聯(lián)供、可再生能源發(fā)電以及資源綜合利用發(fā)電
發(fā)電類型主要包括風能、太陽能、生物質能、潮汐能、海洋能等可再生能源發(fā)電,余熱、余壓以及廢氣利用發(fā)電等資源綜合利用發(fā)電,以及小型天然氣冷熱電多聯(lián)供等。
五、分布式電源分類 DG的類型按消耗能源類型可分為:化石燃料發(fā)電、可再生能源發(fā)電和混合式發(fā)電。 (1)風力發(fā)電
風力發(fā)電是以扇葉、齒輪箱為媒介,實現(xiàn)風能與機械能的轉化,進而通過發(fā)電機產生電能的一種發(fā)電技術。該發(fā)電方式裝機容量跟裝機位置靈活,建設周期短,易維護,但存在噪聲大等缺點。
風機類型有:普通異步機、雙饋感應風機和多級同步機,其中,雙饋感應風機由于具有靈活調整無功的能力而被廣泛應用,其構造有風力機、齒輪箱、雙饋發(fā)電機和電力變換器等。
(2)太陽能發(fā)電
太陽能發(fā)電有光伏發(fā)電和光熱發(fā)電。光伏發(fā)電利用半導體實現(xiàn)光-電轉換,由于該方式優(yōu)于光熱發(fā)電,因此應用最為廣泛。該發(fā)電方式具有經濟環(huán)保、容易安裝,場地選擇靈活,維護成本低等眾多優(yōu)點。 光伏發(fā)電的核心是光伏電池陣列,主要包含電池板、逆變器、變壓器和控制器等。
光伏發(fā)電原理:光伏陣列接收光能后經半導體實現(xiàn)光-電轉化,產生的直流電經逆變器變換為交流電后直接供給負載或并入電網。為提高利用率,通過控制器調節(jié)變換器功率開關的占空比,使光伏陣列工作在最大功率點附近。
(3)燃料電池發(fā)電
燃料電池效率的理論值可達90%,甚至更高,具有可靠性高、噪音低、污染小、電能質量高、自動化程度高等眾多優(yōu)點,容量在 250KW-5MW 的燃料電池與先進的300-500MW的火電機組發(fā)電效率相當,且在清潔角度,燃料電池更勝一籌。其發(fā)電原理不像傳統(tǒng)的火力發(fā)電,發(fā)電過程無燃料(可燃氣體,如氫氣)燃燒,是一種比較溫和的化學反應,通過催化劑的催化,使燃料與氧氣間接進行反應。同時,分布式燃料電池發(fā)電作為氫能利用的重要途徑之一在國際被廣泛發(fā)展,前景廣闊。
分布式電源是小型(容量通常小于50MW) 、向本地負荷供電、可直接連到配電網上的電源設備。它包含分布式發(fā)電設備與分布式儲能設備。
分布式發(fā)電設備依據(jù)運用技能的不一樣,分為熱電發(fā)電、內燃機組發(fā)電、燃氣輪機發(fā)電、小型水力發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、燃料電池等;依據(jù)所運用的動力類型,DG可分為化石動力(煤炭、石油、) 發(fā)電與可再生動力(風力、太陽能、潮汐、生物質、小水電等) 發(fā)電兩種方式。
分布式儲能設備是指模塊化、可疾速拼裝、接在配電網上的能量存儲與變換設備。依據(jù)儲能方式的不一樣,DES 分為電化學能(如蓄電池儲能設備) 、電磁儲能(如超導儲能和超級電容器儲能等) 、機械儲能設備(如飛輪儲能和壓縮空氣儲能等) ,熱能儲能設備等。此外,這些年開展很快的電動汽車亦可在配電網需要時向其送電,因此也是一種DES。
六、分布式電源常見型號
分布式直流電源:400W/220V/110V
分布式直流電源:600W/220V/110V
分布式直流電源:800W/220V/110V
分布式直流電源:100W、200W.300W.500W/110V/220V
從分布式電源的界說上看,分布式電源與新動力或節(jié)能環(huán)保沒有必然聯(lián)系。但是,作為新式技能,在節(jié)能減排方針的引導下,分布式電源大多使用節(jié)能環(huán)保的新動力。分布式電源首要使用下述新動力發(fā)電:風能、太陽能、生物質能、海洋能、天燃氣和別的方式的新動力。
分布式電源可大大地提高供電可靠性,可在大電網崩潰和意外災禍情況下,滿意主要用戶供電。此外,對供電網難以達到的遙遠分散用戶,可使用分布式電源就近發(fā)電、自給自足,削減輸電線路的投入。(文章采集自深特電力,如涉及版權問題請聯(lián)系我們刪除)