幾種典型的分布式電源

1、幾種典型的分布式電源風力發(fā)電眾所周知，風能屬于環(huán)境友好型資源，它清潔環(huán)保，而且可以再生，由于全 球風能的儲藏量非常大且可利用量也較其他可再生資源多，因此在能源儲量日益匱乏的今天，風能作為環(huán)保的可再生能源，它的開發(fā)方法和利用效率問題不斷得 到各國的重視和研究。所謂風力發(fā)電，就是利用先進的技術手段將風能轉化成電 能，具體說來，首先由風車接受風的能量，由它帶動發(fā)電機轉動發(fā)電，最后，將 產生的電能再通過電子控制器進行處理，最后并入電網。風力發(fā)電是分布式發(fā)電中最為成熟和常見的發(fā)電形式，據(jù)GWEC(GlobalWind Energy Council,全球風能理事會)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，僅 2011年全球新增的風電

2、 裝機容量就達到了 41GW，累計風電裝機容量達到238GW，年增長率達到21 %, 這一數(shù)字意味著風電開發(fā)在全球范圍內已經走上了正式軌道， 也意味著世界各國 均已認可和接受風電帶給電力領域的積極意義。風力發(fā)電機按結構的不同可以分為同步發(fā)電機與異步發(fā)電機兩種類型，它們各有利弊。對于同步發(fā)電機，并網電路能夠解耦發(fā)電側和電網側的有功功率和無 功功率，因此同步發(fā)電機的并網電路能夠提供無功補償，使得其并網節(jié)點的低電壓穿越能力較高，而且同步發(fā)電機的并網電路能夠分離電網側和發(fā)電側，因此該電路可以隔離故障。但是同步發(fā)電機也存在缺陷，首先，它的體積較大，結構復 雜，安裝和維護成本高，另外，它的輸出功率受風速的

3、影響很大，容易使電網受 到波動；異步發(fā)電機的優(yōu)勢在于結構簡單， 安裝維護較為便捷，但是低電壓穿越 能力相對較差，在發(fā)電過程中會產生大量諧波，對電能質量造成影響。目前風力 發(fā)電主要應用的雖然是異步發(fā)電機，但是隨著電力部門對裝機容量的不斷提高和 對電能質量要求的日益嚴格，相信在不久的將來會被具有全功率變流能力的同步 發(fā)電機所替代。同其他可再生能源一樣，風力發(fā)電也具有資源豐富、節(jié)能環(huán)保、安裝運行靈 活等優(yōu)點，但一些缺點也不容忽視，主要有受環(huán)境風速影響較大而導致的不穩(wěn)定 性、不可控性等缺點。(1) 不穩(wěn)定性：風機功率受風速大小的影響，由于風速時刻在變，導致風機 功率難以預測，因此風力發(fā)電具有較大的不穩(wěn)

4、定性。(2) 不可控性：風力發(fā)電機是以風力帶動發(fā)電機運轉而產生電能的，而風力 是不控制的，并且風能也無法大量儲存，因此風力發(fā)電具有不可控性。光伏發(fā)電光伏發(fā)電即是平常所說的太陽能發(fā)電， 太陽能與風能一樣，都屬于環(huán)境友好 且資源巨大的可再生資源，光伏發(fā)電就是利用半導體材料即太陽能電池的光電效 應將太陽能轉化成電能，它的原理是，當光照射在半導體材料上時，會將其中的 電子和空穴激發(fā)出來，他們受到內電場的作用力向電池的兩極移動，形成電流， 進而產生電能?，F(xiàn)在使用較為廣泛的半導體材料主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅等，有時也 使用半導體化合物如磷化錮、砷化鎵等。在實際應用時，將若干個太陽能電池組 裝成光伏組件

5、，光照射在光伏組件上產生高壓直流電， 將此高壓直流電通過逆變 器逆變?yōu)榕c網內同頻、同相的正弦交流電并入電網。光伏發(fā)電也是被世界各國所 認可和接受的發(fā)電形式，它具有一些獨特的優(yōu)勢，如受地域限制很小，設備簡單， 成本低廉，安裝便捷，可靠程度較高且后期維護簡便。特別是在當下，光伏發(fā)電 設備成本不斷降低，光伏發(fā)電得到了前所未有的發(fā)展。EPIA(European Photovoltaic Industry Association，歐洲光伏產業(yè)協(xié)會)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，僅2010 年，全球光伏裝機容量就達到39.7GW, 2011年更創(chuàng)新高，上升幅度達67 %，這 充分表明了全球對光伏發(fā)電的重視與光伏發(fā)電存在

6、的巨大市場潛力。我們可以肯定，隨著科技的進一步發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電必將在工業(yè)用電和居民生活用電中 得到廣泛普及。燃料電池燃料電池是一種可以將化學能直接轉化為電能的發(fā)電設備，其工作原理與普通電池類似，是一種高效且環(huán)保的發(fā)電方式，這里的化學能主要來自于富氫燃料。 燃料電池發(fā)電技術近年來在各個部門的共同推進下有了巨大的進步和發(fā)展。根據(jù)電解質的不同，關于燃料電池的分類見表 2.1 0表2.1幾種主要的燃料電池電池類型堿(AFC)磷酸(PAFC)熔融碳酸鹽(MCFC)固體電解質(SOFC)電解質KOH磷酸溶液熔融碳酸鹽固體氧化物反應離子OH-H +CO32-O2-天然氣、甲醇、天然氣、甲醇、可用燃料純氫

7、天然氣、甲醇煤煤溫度(C)60-80100左右600-700800-1000應用場合移動電源分散電源分散電源分散電源燃料電池在發(fā)電的效率、便捷性和安全性方面具有諸多優(yōu)勢，其主要特點有：(1) 能量來源廣：傳統(tǒng)的石油、煤、天然氣等燃料都可作為燃料電池的能量 來源，途徑相當廣泛；轉換效率高：燃料電池的發(fā)電效率較其他發(fā)電方式高出許多，可以達到 80%95%,是分布式發(fā)電中效率最高的，且這種高效率是不隨負荷的變化而變 化的，具有很高的可控性；(3) 污染?。涸诎l(fā)電過程中，燃料電池不會向環(huán)境排放污染物，具有很高的 環(huán)境清潔性，同時也幾乎沒有噪音；(4) 建設維護簡單：燃料電池的構建不易受環(huán)境限制，擴容擴

8、建簡單。同時， 燃料電池采用模塊化結構，因此無論是分布式還是集成式布置都可以應用，安裝 便捷，占地面積小。微型燃氣輪機微型燃氣輪機中的“微型”主要指功率，只有幾十到幾百千瓦，其燃料來源 與燃料電池一樣主要來自天然氣、汽油、柴油等傳統(tǒng)的燃料。微型燃氣輪機的結 構包括離心式壓氣機、向心式渦輪、燃燒室、回熱器、高速逆變發(fā)電機和電子控 制裝置。燃料燃燒產生的高溫氣體送入向心式渦輪機械做工，帶動發(fā)電機發(fā)電， 將產生高頻交流電經過整流和逆變處理之后， 便可以并入電網。微型燃氣輪機的 體積小、可靠性高且較為環(huán)保，效率也較現(xiàn)有發(fā)電設備高，熱電聯(lián)產的情況下可 以達到75%?，F(xiàn)階段微型燃氣輪機發(fā)電技術已經較為成熟，也已得到廣泛應用， 具有很高的商業(yè)競爭力。生物質能發(fā)電生物質能發(fā)電技術先將生物質能轉化為可燃燒的能源(如酒精、燃油等) ， 然后再將其燃燒來驅動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電形式雖然在我國還沒被大范圍使用， 但在國外已經達到了規(guī)?；a的要求， 每一臺的裝機規(guī)?，F(xiàn)都已達到了百兆瓦 級別，而且發(fā)電過程中產生的灰渣實現(xiàn)被再次利用， 并且各項排放指標均滿足要 求，使二氧化碳的排放得到了有效的抑制， 實現(xiàn)資源循環(huán)利用的同時對環(huán)境也是 友好的。生物質能分布式電源的特點有以下幾個：(1) 可再生性：生物質能一般來源于秸稈