分布式发电及其集成技术

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1、技术经济综述分布式发电及其集成技术黄琦,陈志刚,黄珂,秦开宇(电子科技大学,四川成都610054)[摘要]分布式发电大规模生产的前提条件是将分散的发电资源集成到现有的电力网中来,组成联合电力系统。为避免其对联合电力系统造成冲击,需要采取相应的技术措施,制定较好的集成、运行和控制策略,以保证联合电力系统的安全与稳定运行。另外,对于分布式发电控制技术,适应融合分布式发电的电力市场机制和相应政策法规,联合电力系统的电能质量管理、运行和控制策略,联合电力系统规划、机组投运方案,电力市场定价以及网损分配方案等需

2、要进行深入的基础研究,并结合实际国情制订相应的标准。[关键词]分布式发电;清洁能源;联合电力系统;发电控制;电能质量;零售电力市场[中国分类号]TM611[文献标识码]A[文章编号]10023364(2005)10000706在未来的电力系统中,小容量分布式发电提供可联合电力系统运行的基础上,讨论将分布式发电集成靠、清洁的电能将与大型中心电站共存于一个大电网到现有电力系统框架中来的措施。[1,2]中。这些小容量的发电装置可以直接连接用户,称为分布式发电(DG)。世界发达国家的分布式发电已1分布式发电及

3、其对传统电力系统的在电力市场中占相当比重,为此而发展起来的零售电影响力市场框架也趋向成熟,如在意大利,分布式发电每年[3]1.1分布式发电技术及其分类发电总量为100GW·h以上。分布式发电主要指从配电网方进入电力系统的小目前,分布式发电无法在发电成本方面与集中式容量发电资源。从容量来分类,分为民用、商业和工业大容量发电相竞争,然而,随着技术的发展,一些分布用几种。民用分布式发电容量在(20～100)kW,商业式发电已接近传统集中式发电的成本。随着电力体制分布式发电容量在100kW～10MW,工业分布

4、式发改革的深化,分布式发电技术和电力电子技术的进一电容量～100MW。根据一次能源来源分类,分布式步发展,在下一个10年左右的时间里,分布式发电在发电分为风力、太阳能光伏电池、燃料电池、微型小水传统电力系统中将会有实质性的增长。大电网与分布电、微型燃气轮机、生物能、地热和潮汐等几种。另外,式发电相结合的联合电力系统,被广泛认为是能够节一些热电联产的小火电厂也可以定义为分布式发电。省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的主[4]表1列出了目前较成熟的各种分布式发电技术特点和要方式,是21世纪电力工

5、业的发展方向。应用情况。生物能发电实际上包括目前较流行的垃圾分布式发电能够进行大规模生产的前提条件是将燃料发电技术。分散的发电资源集成到现有的电网中来。本文在分析收稿日期:20041124作者简介:黄琦(1976-),男,博士,电子科技大学自动化工程学院副教授,主要从事电力系统控制、自动化、监控,电能质量管理以及分布式发电方面的教学与研究。热力发电·2005(10)7技术经济综述表1分布式发电技术特点及应用情况名称技术特点应用情况功率为几kW至几十kW;以二次能源为燃料;效率在微型燃气轮机示范阶段;作

6、为自备电源较多。30%左右。采用电化学反应原理;初期投资和运行成本较高;无燃料电池研究、示范阶段;联网运行较少。污染、能量转化效率高(～80%)。能量分散、地域性强、受气候影响大;易于安装、维护,技术较成熟;与电力系统联网的容量所占比重不太阳能运行时不污染环境;应用范围广,受到能量转化效率大,但在一些应用如空间飞行器中提供自备电源较低的限制;通常容量较小。则应用较广泛。能量较分散、地域性强、受气候影响大;运行时不污染风力技术较成熟;在欧洲地区应用较广。环境,安装、维护有一定难度;可实现大容量生产。微型

7、小水电能量分布广泛、易于开发、运行成本低。技术成熟,已达商用阶段。能量转化效率不高;可实现集中式大规模生产;有利应用较广,但发电不是主要利用形式;主要为小生物能于环境保护。容量自备电源。技术难度较大(低水头和大流量机组);投资较大、但潮汐试验阶段。效益不明显。技术本身难度不大,但由于开发较难,除极个别地热理论容量较大,但通常开发难度和投资较大。地热资源丰富的国家外,主要还处于试验阶段。1.2分布式发电对联合电力系统的冲击耗。因此,将分布式发电集成到现有电力网中来,将分分布式发电对联合电力系统造成冲击主

8、要是由于布式发电纳入负荷侧或需求侧管理,利用现代通信、控分布式发电与大容量机组发电和超高压输电相比,一制和发达的网络和信息技术,对分布式发电进行有效般在配电侧入网,因此,入网电压较低。传统的配电侧的控制,同时结合现有电力系统资源对其进行有效的电网通常呈辐射状配置,电源在输电系统一侧,因此,规划,构造实现能源最优化调配的能源网,具有重大的继电保护的配合只需考虑单向故障。在分布式发电接现实意义。入联合电力系统后,需要对方向性继电保护方案进行改造。另外,过流保