分布式發(fā)電完整版本

分布式發(fā)電簡介布式能發(fā)電的優(yōu)勢在于可以充分開發(fā)利用各種可用的分散存在的能源，包括本地可方便獲取的化石類燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。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(chǎn)生廣泛而深遠的影響。傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)被設(shè)計成僅具有分配電能到末端用戶的功能，而未來配電系統(tǒng)有望演變成一種功率交換媒體，即它能收集電力并把它們傳送到任何地方，同時分配它們。因此將來它可能不是一個‘配電系統(tǒng)’而是一個‘電力交換系統(tǒng)(Powerdeliverysystem)’。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(chǎn)生極大的影響。分布式發(fā)電的基本概念分布式發(fā)電(DG)或分布式能源(DER)是一種分散、非集中式的發(fā)電方式，通常是指發(fā)電功率在幾千瓦至數(shù)百兆瓦（也有的建議限制在30～50兆瓦以下）的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電單元具有以下特點接近終端用戶容量?。◣资甼W至幾十MW）以孤立方式或與配電網(wǎng)并網(wǎng)方式，運行在380V或10kV

或稍高的配電電壓等級上(一般低于66kV)采用潔凈或可再生能源,例如以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機、微型燃氣輪機、太陽能發(fā)電（光伏電池、光熱發(fā)電）、風力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等世界平均單機容量發(fā)展趨勢技術(shù)越來越大，但是到了100萬以后就達到極限了，由于分布式發(fā)電起來以后，單機容量非常小，平均單機容量有一個下降的趨勢布式能發(fā)電的優(yōu)勢在于可以充分開發(fā)利用各種可用的分散存在的能源，包括本地可方便獲取的化石類燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。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(chǎn)生廣泛而深遠的影響。傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)被設(shè)計成僅具有分配電能到末端用戶的功能，而未來配電系統(tǒng)有望演變成一種功率交換媒體，即它能收集電力并把它們傳送到任何地方，同時分配它們。因此將來它可能不是一個‘配電系統(tǒng)’而是一個‘電力交換系統(tǒng)(Powerdeliverysystem)’。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(chǎn)生極大的影響。分布式發(fā)電與集中式發(fā)電分布式發(fā)電的類型燃氣輪機內(nèi)燃機燃料電池太陽能發(fā)電風能發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展分布式發(fā)電的重要意義經(jīng)濟：能源合理梯級利用—提高能源利用效率（60%-90%）—節(jié)能，投資回報率高、降低成本和投資，就近供電，減少網(wǎng)損環(huán)保：減輕環(huán)保壓力（排放總量減少、減少征地及線路走廊、減少高壓電磁污染）能源：多個電源，多種燃料，可為用戶同時提供多種能源（電、熱、冷），解決能源危機和能源安全問題，可利用可再生能源安全及可靠性：調(diào)峰問題（與燃氣互補）、備用問題，提高供電可靠性和供電質(zhì)量，防止大面積停電事故的發(fā)生，防災(zāi)害（戰(zhàn)爭、地震、恐怖活動）電力市場：適應(yīng)電力市場發(fā)展需要，打破壟斷投資風險：降低大型電站建設(shè)投資風險扶貧：解決邊遠地區(qū)供電困難分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀美國、日本、歐洲發(fā)展較快DG裝機量在發(fā)電裝機總量上所占比例：美國7.8%、日本13.4%、法國6.6%、英國6.2%其他國家所占比例一般在5%以下，如阿根廷2.1%、巴西3.9%、印度4.6%分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀美國2001年頒布了“關(guān)于分布式電源與電力系統(tǒng)互聯(lián)的標準草案”通過了有關(guān)法令讓部分分布式發(fā)電上網(wǎng)運行跟據(jù)美國分布式電力聯(lián)盟(DPCA)的估計，未來20年，DG新增發(fā)電容量將達到35GW；根據(jù)美國電力研究院（EPRI）估計，2010年DG的市場可達2.5-5GW/年；在今后10-15年，DG發(fā)電量將占總發(fā)電量10%-20%分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀日本芝浦地區(qū)CHP實例介紹包括東京瓦斯大樓、東芝大樓、靠海大樓4臺燃氣輪機，裝機容量4400KW區(qū)域性熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀：CCHP分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀典型CCHP效率分布式發(fā)電與可再生能源發(fā)電大型氣體發(fā)電發(fā)電可再生能源發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)①小風電、小型太陽能光伏發(fā)電②生物質(zhì)能發(fā)電③燃天然氣的分布式發(fā)電④地熱發(fā)電⑤油田天然氣發(fā)電、煤層氣發(fā)電、焦爐煤氣發(fā)電⑥大規(guī)模太陽能光伏發(fā)電、大風電、水電、⑦大型燃煤熱電廠、大型燃天然氣熱電廠分布式可再生能源發(fā)電并網(wǎng)光伏建筑一體化①光伏電池②保護裝置③電路④逆變器⑤電網(wǎng)接口分布式發(fā)電的并網(wǎng)AreaEPS：區(qū)域電力系統(tǒng)PCC：公共聯(lián)結(jié)點DR：分布式資源Load：負荷分布式發(fā)電的并網(wǎng)分布式發(fā)電并網(wǎng)對電能質(zhì)量的影響電壓調(diào)整負荷潮流變化大，使饋線上的電壓幅值發(fā)生變化，調(diào)整和維持困難，搞不好電壓反而可能超標如是電力電子型電源，電壓調(diào)節(jié)和控制方式與常規(guī)方式不同（有功和無功可分別單獨調(diào)節(jié)）DG的頻繁啟動使配電網(wǎng)電壓常常發(fā)生波動對電壓驟降，DG可能有用，也可能無用，對裝在DG母線側(cè)的可能有用，對裝在鄰近母線側(cè)的用戶可能無用在不作變化的情況下，配電饋線上倒底能裝多少DG，主要取決于電壓調(diào)節(jié)性能在分布式電源為風電的情況下，電源需要從電網(wǎng)吸收無功，且隨時波動，使電壓調(diào)節(jié)變得困難分布式發(fā)電并網(wǎng)對電能質(zhì)量的影響電壓閃變并網(wǎng)時一般不會發(fā)生閃變，孤島運行時如儲能元件能量太小，易發(fā)生電壓閃變電壓不平衡如果是電力電子型電源，逆變器的控制策略對網(wǎng)絡(luò)不平衡電壓會有影響諧波畸變和直流注入電力電子型電源易產(chǎn)生諧波，造成諧波污染，采用投切式PWM可使諧波降低，此外，如無隔離變壓器而與電網(wǎng)直接相連，有可能向電網(wǎng)注入直流，使變壓器和電磁元件出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，并使附近機械負荷發(fā)生轉(zhuǎn)矩脈動（torqueripple)分布式發(fā)電并網(wǎng)對繼電保護的影響配電網(wǎng)有大量的繼電保護裝置早已存在而不可能為了DG而改動，DG必須與之配合并適應(yīng)它使重合閘不成功在系統(tǒng)故障時，DG的切除必須早于重合時間，否則會引起電弧的重燃，使重合閘不成功（快速重合閘0.2秒-0.5秒)使保護區(qū)縮小當有DG的功率注入電網(wǎng)時，會使繼電器原來的保護區(qū)縮小使繼電保護誤動作如繼電器不具備方向敏感性能（原系統(tǒng)為放射型的，末端無電源，不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)移電流）則并聯(lián)分支故障時，會引起本分支繼電器的誤動分布式發(fā)電并網(wǎng)的短路電流問題雖然許多情況下一般裝有逆功率繼電器，正常運行時不會向電網(wǎng)注入功率，但系統(tǒng)發(fā)生故障時，短路瞬間會有大電流注入電網(wǎng)，使配電網(wǎng)的開關(guān)短路電流超標，因此，大功率DG接入電網(wǎng)時，必須事先進行電網(wǎng)分析和計算分布式發(fā)電并網(wǎng)的鐵磁諧振問題當DG通過變壓器、電纜線路、開關(guān)等與配電網(wǎng)相連時，一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障（如單相對地短路）而系統(tǒng)側(cè)開關(guān)斷開時，DG側(cè)開關(guān)也會斷開，如此時DG變壓器未接負荷，變壓器的電抗與電纜的大電容可能發(fā)生鐵磁諧振而造成過電壓，還能引起大的電磁力，使變壓器發(fā)出噪音或使變壓器損壞分布式發(fā)電并網(wǎng)的變壓器連接問題和接地問題配電網(wǎng)側(cè)和DG側(cè)的故障傳遞問題DG的三次諧波傳遞到系統(tǒng)側(cè)的問題DG側(cè)保護繼電器檢測到系統(tǒng)側(cè)的故障而動作過電壓問題分布式發(fā)電并網(wǎng)的孤島運行問題系統(tǒng)故障時的DG解列運行再連接時的同期問題分布式發(fā)電并網(wǎng)的可靠性問題大系統(tǒng)停電時有些DG的燃料會中斷，或供給DG輔機的電源會失去，DG會同時停運，仍無法提高供電的可靠性，如要使DG始終保持運行必須有特殊的設(shè)計DG與配電網(wǎng)的繼電保護配合不好，可能使繼電保護誤動作，反而使可靠性降低不適當?shù)陌惭b地點、容量和連接方式會使配網(wǎng)可靠性變壞分布式發(fā)電并網(wǎng)的效益問題使配電網(wǎng)設(shè)備閑置，導致成本增加，配電網(wǎng)效益下降使負荷預(yù)測更加困難分布式發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的障礙燃料問題：天然氣供應(yīng)有一定局限價格問題：天然氣燃料成本較高，燃料電池的價格短期內(nèi)不可能下降占地問題：城市用地緊張，單獨設(shè)站選址困難計量問題：雙向計量待解決效率問題:只有在恰當?shù)脑O(shè)計和應(yīng)用下,才能保證一定的效率環(huán)保問題：熱島效應(yīng)，Nox的排放分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向分布式發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃和運行進行包括DG在內(nèi)的配電網(wǎng)規(guī)劃研究，DG在配電網(wǎng)中的優(yōu)化安裝位置及規(guī)模，DG對配電網(wǎng)的電能質(zhì)量、電壓穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟性、動態(tài)性能等的影響；配電網(wǎng)應(yīng)規(guī)劃設(shè)計成方便DG的接入并使DG對其本身的影響最小分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向控制和保護研究對大型DG的監(jiān)控技術(shù)、包括DG在內(nèi)的配電網(wǎng)新的能量管理系統(tǒng)(DMS)、將DG作為一種特殊的負荷控制和需求側(cè)管理手段的技術(shù)、對配電網(wǎng)繼電保護配置的影響及預(yù)防措施等分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向電力電子技術(shù)新型的分布式發(fā)電常常需要大量應(yīng)用電力電子技術(shù)，須研究具有電力電子型分