分布式發(fā)電概述

分布式發(fā)電概述1.1分布式電源的概念分布式發(fā)電作為電力行業(yè)的第二次物質(zhì)革命展現(xiàn)在世人面前，但國(guó)內(nèi)外對(duì)分布式發(fā)電的具體含義仍沒(méi)有準(zhǔn)確的定義，甚至各國(guó)的叫法也大不相同：在英國(guó)，稱為嵌入式發(fā)電(EmbeddedGeneration)；在北美，稱為分散式發(fā)電(DispersedGeneration)；在歐洲和亞洲的部分國(guó)家，叫做非集中式發(fā)電(DecentralizedGeneration)。分布式發(fā)電一般是指發(fā)電功率在數(shù)千瓦至幾十兆瓦之間的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電單元。分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)和用戶來(lái)說(shuō)是多用途的，可作為備用發(fā)電容量、削峰容量，也可承擔(dān)系統(tǒng)的基本負(fù)荷，還可實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)同時(shí)為用戶提供電能和熱能。對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行，分布式發(fā)電還可以起到電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)、電壓穩(wěn)定、系統(tǒng)穩(wěn)定、電氣設(shè)備的熱起動(dòng)和旋轉(zhuǎn)動(dòng)能貯備等作用[36]。與遠(yuǎn)離負(fù)荷中心依靠遠(yuǎn)距離輸配的傳統(tǒng)電源相比，DG具有如下特點(diǎn)[37]：(1)提高電網(wǎng)的可靠性。DG可作為備用電源為要求不間斷供電的用戶提供電能，當(dāng)大電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)啟動(dòng)斷開(kāi)裝置使DG與電網(wǎng)斷開(kāi)，由DG獨(dú)立為用戶供電。(2)緩解能源危機(jī)，保護(hù)環(huán)境?，F(xiàn)階段燃煤發(fā)電仍是主要的發(fā)電手段，燃煤發(fā)電不僅消耗能源，而且環(huán)境污染較大，DG大量采用可再生能源和清潔能源(如風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和生物能源發(fā)電等)，更加環(huán)保，還減少了對(duì)能源的依賴。(3)投資少，安裝和運(yùn)營(yíng)具有更高的靈活性。由于容量及體積均較小，因此易于找到合適的安裝地點(diǎn)，可以方便地為邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)供電。同時(shí)，分布式電源多采用性能先進(jìn)的中小型、微型機(jī)組，操作簡(jiǎn)單，有靈活的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。(4)經(jīng)濟(jì)性。由于DG可用發(fā)電的余熱來(lái)制熱、制冷，因此能源得以合理的階梯利用，從而可提高能源的利用效率(達(dá)70%-90%)，此外還可降低初期投資的費(fèi)用和網(wǎng)損。1.2分布式電源的分類目前，分布式發(fā)電研究熱點(diǎn)之一是可再生能源發(fā)電技術(shù)，包括水力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電，這些屬于比較成熟的技術(shù)，而風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、地?zé)峒昂Ｑ竽馨l(fā)電等都屬于新興的發(fā)電技術(shù)。對(duì)于使用燃料的分布式發(fā)電技術(shù)、燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)是目前關(guān)注的焦點(diǎn)。下面介紹幾種分布式發(fā)電方式。(1)風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電技術(shù)資源分布廣泛，技術(shù)成熟，是近年來(lái)發(fā)展應(yīng)用最廣的發(fā)電技術(shù)。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為1.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。世界風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量以每年20%～30%的速度增加。2007年全球風(fēng)電新裝機(jī)容量約為2000萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)9400萬(wàn)千瓦。2008年，風(fēng)電成為非水電可再生能源中第一個(gè)全球裝機(jī)超過(guò)1億千瓦的電力資源。歐洲和美國(guó)在風(fēng)電市場(chǎng)中占統(tǒng)治地位，其中德國(guó)是目前風(fēng)電裝機(jī)最多的國(guó)家，裝機(jī)容量超過(guò)2000萬(wàn)千瓦?！笆濉逼陂g，中國(guó)的并網(wǎng)風(fēng)電也得到了迅速發(fā)展。2006年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到2600兆瓦，成為繼歐美和印度之后發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要市場(chǎng)之一。到2008年，我國(guó)也已建成了250多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，新增風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到7190兆瓦，新增裝機(jī)容量增長(zhǎng)率達(dá)到108%，累計(jì)裝機(jī)容量躍過(guò)13000兆瓦大關(guān)。風(fēng)力發(fā)電主要有兩類運(yùn)行方式[38]：一類是獨(dú)立運(yùn)行供電系統(tǒng)，即在電網(wǎng)未通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，用小型風(fēng)電機(jī)組為蓄電池充電，在通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端電器供電，單機(jī)容量一般約為100W～10kW；或者采用中型風(fēng)電機(jī)組與柴油發(fā)電機(jī)或太陽(yáng)能光電池組成混合供電系統(tǒng)，系統(tǒng)容量一般約為10～200kW，可解決規(guī)模較小的社區(qū)用電問(wèn)題。另一類是作為常規(guī)電網(wǎng)的電源，與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，聯(lián)網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電是大規(guī)模利用風(fēng)能的最經(jīng)濟(jì)方式，機(jī)組單機(jī)容量范圍在200～2500kW之間，既可單獨(dú)并網(wǎng)，也可以有多臺(tái)，甚至成百上千臺(tái)組成風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。風(fēng)力發(fā)電主要是通過(guò)原動(dòng)機(jī)(風(fēng)力機(jī))捕獲風(fēng)能，并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后再由發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最后并網(wǎng)運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般分為鼠籠式異步發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)差可調(diào)的繞線式異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)、低速同步發(fā)電機(jī)等。按其并網(wǎng)方式將其分為二類：直接并網(wǎng)和通過(guò)逆變器并網(wǎng)。通過(guò)逆變器并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于逆變器的自身特性，不可能承受電網(wǎng)短路電流，所以，通過(guò)逆變器并網(wǎng)的風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，將會(huì)迅速關(guān)斷，使系統(tǒng)恢復(fù)到無(wú)DG的狀態(tài)。(2)光伏發(fā)電光伏發(fā)電自20世紀(jì)50年代第一塊太陽(yáng)電池問(wèn)世以來(lái)，從太空應(yīng)用到地面獨(dú)立電源，從屋頂發(fā)電到并網(wǎng)電站，經(jīng)歷半個(gè)多世紀(jì)后，該產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展。全球太陽(yáng)電池產(chǎn)量1996～2006年10年間增長(zhǎng)22倍，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)36%。2007年國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量約為1100MW，而歐洲、日本和美國(guó)產(chǎn)量分別為1062MW，920MW，266MW，中國(guó)已成為名副其實(shí)的太陽(yáng)能電池產(chǎn)量世界第一?！笆晃濉逼陂g，我國(guó)在屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)方面[39]，以2008年奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)鳥巢226.8KW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、國(guó)家體育館101.5KW以及五棵松體育館100KW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最具代表性，備受關(guān)注的上海世博會(huì)3MW屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)目前也已投入使用。在大型光伏并網(wǎng)電站的建設(shè)上，以甘肅敦煌10MW、云南昆明石林166MW以及青海柴達(dá)木盆地?cái)M建設(shè)的GW級(jí)光伏并網(wǎng)電站最具代表性和期盼性。光伏發(fā)電是指利用光伏電池板將太陽(yáng)光輻射能量轉(zhuǎn)換為電能的直接發(fā)電方式，光伏發(fā)電系統(tǒng)通常是由由光伏電池板、能量?jī)?yōu)化控制器、電能存儲(chǔ)及逆變器等環(huán)節(jié)構(gòu)成的發(fā)電與電能變換系統(tǒng)。光伏系統(tǒng)一般分為兩大類[40]：獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。獨(dú)立發(fā)電系一般是指供用戶單獨(dú)使用的光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括邊遠(yuǎn)地區(qū)的村莊供電系統(tǒng)，太陽(yáng)能戶用電源系統(tǒng)，通信信號(hào)電源、陰極保護(hù)、太陽(yáng)能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是指與電網(wǎng)系統(tǒng)相連的光伏系統(tǒng)，產(chǎn)生的電能可以輸入電網(wǎng)，可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。帶有蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有可調(diào)度性，可根據(jù)需要并入或退出電網(wǎng)，還具有備用電源的功能，當(dāng)電網(wǎng)因故停電時(shí)可緊急供電[41,42]。帶有蓄電池的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通常安裝在居民建筑；不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具備可調(diào)度性和備用電源的功能，一般安裝在較大型的系統(tǒng)上。并網(wǎng)光伏發(fā)電有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積大，目前還沒(méi)有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)光伏，特別是光伏建筑一體化光伏發(fā)電，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是目前并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。熱電聯(lián)產(chǎn)與冷熱電三聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)(CombinedheatandPower，簡(jiǎn)寫為CHP)是指熱能與電能的聯(lián)合生產(chǎn)。CHP系統(tǒng)已在能源密集工業(yè)如造紙、紙漿和石油等行業(yè)應(yīng)用了一百多年，滿足了這些行業(yè)對(duì)于蒸汽和電力的需求。生產(chǎn)電能的動(dòng)力裝置的排熱與余熱用于工業(yè)生產(chǎn)供熱與冬季采暖，使不同品質(zhì)的能量得到階梯利用。燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)為的能源利用率達(dá)到70%以上，而即便當(dāng)今世界上最高效率的燃煤發(fā)電產(chǎn)廠，也只有50%的效率。為進(jìn)一步提高能源利用效率，在熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來(lái)了通過(guò)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽在背壓汽輪機(jī)或抽汽汽輪機(jī)發(fā)電的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，其排汽或抽汽，除滿足各種熱負(fù)荷外，還可做吸收式制冷機(jī)的工作蒸汽[43]，生產(chǎn)C冷水用于空調(diào)或工藝?yán)鋮s，便于減少冷凝損失、降低煤耗、提高能源利用率。(4)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電微型燃?xì)廨啓C(jī)起源于20世紀(jì)60年代，是單機(jī)功率為25～300千瓦的小功率燃?xì)廨啓C(jī)，它能利用天然氣、沼氣、汽油、柴油及烷類氣體等多種燃料。先進(jìn)的微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)不僅采用了可調(diào)節(jié)煙氣回?zé)崛紵夹g(shù)，還采用了空氣軸承、永磁發(fā)電機(jī)、晶體管變頻、智能化程序控制等技術(shù)。微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)己在歐美及日本等國(guó)獲得應(yīng)用。在美國(guó)，卡普斯頓公司已制造出65千瓦級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置，發(fā)電效率達(dá)到26%，年產(chǎn)量1萬(wàn)臺(tái)；霍尼威爾公司開(kāi)發(fā)成功了75千瓦級(jí)的發(fā)電設(shè)備，發(fā)電效率為28.5%。日本的多家企業(yè)，如東京電力、豐田汽車、三菱重工、出光興產(chǎn)、東京瓦斯和大阪瓦斯等公司，都在使用美國(guó)卡普斯頓公司的技術(shù)開(kāi)發(fā)熱電并用型系統(tǒng)[44]。微型燃?xì)廨啓C(jī)在我國(guó)也已得到廣泛的重視與應(yīng)用。目前，在中科學(xué)技術(shù)部“863”項(xiàng)目支持下，由中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所、哈爾濱東安集團(tuán)、西安交通大學(xué)三家單位組成的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體已經(jīng)完成100KW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)的樣機(jī)[45]設(shè)計(jì)，并通過(guò)了驗(yàn)收，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)推出市場(chǎng)。微型燃?xì)廨啓C(jī)(簡(jiǎn)稱微燃機(jī))是指發(fā)電功率在幾百千瓦以內(nèi)的小型熱力發(fā)動(dòng)機(jī)或動(dòng)力裝置，由徑流式葉輪機(jī)械、單筒形燃燒室和回?zé)崞鳂?gòu)成，可分為單軸型和分軸型兩種。大多數(shù)微型燃?xì)廨啓C(jī)由燃?xì)廨啓C(jī)直接驅(qū)動(dòng)內(nèi)置式高速發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與壓氣機(jī)、透平同軸，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在50000一120000r/min之間。發(fā)電機(jī)發(fā)出高頻交流電，轉(zhuǎn)換成高壓直流電后，再轉(zhuǎn)換為60Hz、480V的交流電。微型燃?xì)廨啓C(jī)具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、噪音低、體積小、污染低、油耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用較為廣泛的一種分布式電源。(5)生物質(zhì)能發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電起源于20世紀(jì)70年代，自爆發(fā)世界性的石油危機(jī)后，歐美等國(guó)開(kāi)始積極開(kāi)發(fā)清潔的可再生能源，大力推行農(nóng)林業(yè)剩余物等生物質(zhì)發(fā)電。國(guó)外以高效直接燃燒發(fā)電為代表的生物質(zhì)發(fā)電在技術(shù)上已經(jīng)成熟。我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電也有了三十多年的發(fā)展歷史，到2006年，我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量約為2000MW，其中蔗渣發(fā)電占了近90%，達(dá)到1700MW以上，主要是蔗糖廠蔗渣發(fā)電。近年來(lái)還發(fā)展了一大批秸稈直接燃燒發(fā)電廠，也取得了良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。截至2008年8月，我國(guó)累計(jì)核準(zhǔn)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目130多個(gè)，總裝機(jī)容量約3000MW，已有25個(gè)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電。從廣義上講，生物質(zhì)是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有動(dòng)植物和微生物等。生物質(zhì)做蘊(yùn)含的能量稱為生物質(zhì)能，它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，是一種可再生能源。通常來(lái)說(shuō)生物質(zhì)能資源包括以下幾類物質(zhì)：農(nóng)作物秸稈和水生植物可作燃料使用的部分、合理采伐的薪柴和木材加工的剩余物、能源植物、人畜糞便、有機(jī)廢水廢渣、城鎮(zhèn)垃圾等。生物質(zhì)能發(fā)電[46]有多種方式，其基本工藝流程為：生物質(zhì)能→預(yù)處理→生物質(zhì)能生產(chǎn)裝置→動(dòng)力機(jī)→發(fā)電機(jī)→發(fā)電。目前生物質(zhì)能發(fā)電的主要包括直接燃燒發(fā)電、混合燃燒發(fā)電、氣化發(fā)電、沼氣發(fā)電、垃圾發(fā)電等五種形式。直接燃燒發(fā)電是指將生物質(zhì)在鍋爐中直接燃燒，生產(chǎn)蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電，其關(guān)鍵技術(shù)包括生物質(zhì)原料預(yù)處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃燒效率、蒸汽輪機(jī)效率等技術(shù)[47]。生物質(zhì)的直接燃燒今后將會(huì)是我國(guó)生物質(zhì)能利用的主要方式?；旌先紵l(fā)電是指將生物質(zhì)與煤混合作為燃料發(fā)電，對(duì)生物質(zhì)原料預(yù)處理的要求較高，在技術(shù)方面，混合燃燒發(fā)電一般是通過(guò)改造現(xiàn)有的燃煤電廠實(shí)現(xiàn)的，只需在廠內(nèi)增加儲(chǔ)存和加工生物質(zhì)燃料的設(shè)備和系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)原有燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改造。氣化發(fā)電技術(shù)是指生物質(zhì)在氣化爐中轉(zhuǎn)化為氣體燃料，經(jīng)凈化后直接進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)中燃燒發(fā)電或者直接進(jìn)入燃料電池發(fā)電。其關(guān)鍵技術(shù)之一是燃?xì)鈨艋?，氣化出?lái)的燃?xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰分，焦炭和焦油等，需經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)出去，以保證發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。沼氣發(fā)電主要是利用工農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。其關(guān)鍵技術(shù)主要是高效厭氧發(fā)酵技術(shù)、沼氣內(nèi)燃機(jī)和沼液沼渣綜合利用技術(shù)等。垃圾焚燒發(fā)電是利用垃圾在焚燒鍋爐中燃燒放出的熱量將水加熱獲得過(guò)蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。(6)燃料電池發(fā)電早在1839年W.R.Grove提出了燃料電池的概念，距今已有170多年的歷史了。20世紀(jì)60年代以后，燃料電池的研究受到越來(lái)越多的管住和重視，發(fā)達(dá)國(guó)家都將大型燃料電池的開(kāi)發(fā)作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目。20世紀(jì)70年代，天津研究所也研制成功了石棉膜型動(dòng)力排水的航天用氫氧燃料電池系統(tǒng)。在“九五”期間，燃料電池被列入國(guó)家重點(diǎn)科技項(xiàng)目攻關(guān)計(jì)劃，加強(qiáng)了研究開(kāi)發(fā)力度。燃料電池[48]是一種直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。在燃料電池中，不經(jīng)過(guò)燃燒而以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔堋Ｈ剂想姵夭煌诔Ｒ?jiàn)的干電池與蓄電池，它不是能量?jī)?chǔ)存裝置，而是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化裝置。一方面，需要不斷地向其供應(yīng)燃料和氧化劑，才能維持連續(xù)的發(fā)電輸出，供應(yīng)中斷，發(fā)電過(guò)程就結(jié)束。另一方面，燃料電池可以連續(xù)地對(duì)自身供給燃料并不斷排出生成物，只要供應(yīng)不斷，就可以連續(xù)地輸出電力。燃料電池系統(tǒng)主要包括發(fā)電系統(tǒng)、燃料重整供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、水管系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、直流-交流逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。1.3分布式電源的運(yùn)行方式根據(jù)不同用戶的要求，DG有兩種運(yùn)行方式：并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行[49,50]。孤島運(yùn)行是指在一些特殊地理位置，由于連接到大電網(wǎng)的成本很高，DG可作為其獨(dú)立電力供應(yīng)源；在其他更多情況下，考慮到基于可再生能源的DG出力會(huì)受到自然條件的影響，為了提高對(duì)用戶供電的可靠性，DG應(yīng)該并入當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)刎?fù)荷的電力補(bǔ)充。由于DG所采用的技術(shù)類型不同，發(fā)出的電有工頻交流電、直流電和高頻交流電之分。因此，DG與電力系統(tǒng)相連時(shí)，并網(wǎng)方式有直接并網(wǎng)(通過(guò)變壓器相聯(lián))和經(jīng)逆變器并網(wǎng)兩種方式，各種DG的并網(wǎng)方式如表2-1所示。表2-1DG的并網(wǎng)方式Table2-1ThemodeofDGconnectedtopowersystem技術(shù)類型輸出并網(wǎng)方式小型燃?xì)廨啓C(jī)AC直接并網(wǎng)水力發(fā)電AC直接并網(wǎng)太陽(yáng)能熱發(fā)電AC直接并網(wǎng)生物質(zhì)能發(fā)電AC直接并網(wǎng)地?zé)岚l(fā)電AC直接并網(wǎng)潮汐發(fā)電AC直接并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電AC直接并網(wǎng)/逆變器并網(wǎng)光伏發(fā)電DC逆變器并網(wǎng)燃料電池DC逆變器并網(wǎng)1.3.1并網(wǎng)運(yùn)行方式并網(wǎng)運(yùn)行方式是指分布式電源通過(guò)PCC點(diǎn)與大電網(wǎng)互聯(lián)，與大電網(wǎng)之間有功率交換，當(dāng)負(fù)荷大于分布式電源發(fā)電時(shí)，微電網(wǎng)從大電網(wǎng)吸收部分電能，反之，當(dāng)負(fù)荷小于分布式電源發(fā)電時(shí)，微電網(wǎng)向大電網(wǎng)輸出多余電能。分布式發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間存在以下四種關(guān)系[51]：(1)分布式發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行向附近用戶供電；(2)分布式發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行但與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)之間有自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置；(3)分布式發(fā)電系統(tǒng)與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行但對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)無(wú)輸出；(4)分布式發(fā)電系統(tǒng)與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行且對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)輸出電能。分布式電源的并網(wǎng)系統(tǒng)包括：(1)在分布式電源和電網(wǎng)之間建立起物理聯(lián)系設(shè)備；(2)分布式電源與外界形成電氣聯(lián)系的手段，同時(shí)并網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)分布式電源單元的監(jiān)視、控制、測(cè)量、保護(hù)以及調(diào)度等功能。圖2-1中虛線框內(nèi)的組件就是實(shí)現(xiàn)分布式電源與電網(wǎng)之間聯(lián)系的并網(wǎng)系統(tǒng)。由圖2-1可知一個(gè)完整的并網(wǎng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能。圖2-1分布式發(fā)電并網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖，DR為分布式電源Fig.2-1SchematicdiagramofDGconnectedtopowersystem,DR-distributedgeneration1.3.2孤島運(yùn)行方式孤島運(yùn)行是指與大電網(wǎng)分開(kāi)一部分網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立運(yùn)行，由一個(gè)或多個(gè)分布式電源供電。孤島是一個(gè)沒(méi)有調(diào)節(jié)控制的電力系統(tǒng)，由于發(fā)電和供電之間的不平衡且孤島電網(wǎng)中沒(méi)有電壓、頻率控制，其特性是不可預(yù)知的。孤島運(yùn)行分為兩種[52,53]：計(jì)劃內(nèi)孤島運(yùn)行和計(jì)劃外孤島運(yùn)行。計(jì)劃外的孤島運(yùn)行是指在大電網(wǎng)發(fā)生故障或其電能質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)情況下，微電網(wǎng)可以以孤島方式獨(dú)立運(yùn)行。在這種方式下，可以保證微電網(wǎng)自身和大電網(wǎng)的正常運(yùn)行，從而提高供電的可靠性和安全性，此時(shí)，微網(wǎng)的負(fù)荷全部由分布式電源承擔(dān)?？紤]到經(jīng)濟(jì)型，微網(wǎng)可以主動(dòng)與大電網(wǎng)隔離，獨(dú)立運(yùn)行，稱為計(jì)劃內(nèi)的孤島運(yùn)行。1.3.3分布式電源運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已對(duì)DG并網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定。英國(guó)電力協(xié)會(huì)早在1991年就發(fā)布了《G59/1嵌入式發(fā)電并入地區(qū)配電網(wǎng)的推薦技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》；加拿大在2003年7月完成了微電源的發(fā)展臨時(shí)準(zhǔn)則，這一準(zhǔn)則著重基于逆變器的微電源；