分布式发电与微电网技术.ppt
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分布式发电与微电网一、分布式发电分布式发电技术是充分开发和利用可再生能源的理想发生,它具有投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点,可以对未来大电网提供有力补充和有效支撑,是未来电力系统的重要发展趋势之一。
(一)分布式发电的基本概念分布式发电目前尚未有统一定义,一般认为,分布式发电(Distributed Generation, DG)指为满足终端用户的特殊要求、接在用户侧附近大的小型发电系统。
分布式电源(Distributed Resource, DG)指分布式发电与储能装置(Energy Storage,ES)的联合系统(DR=DG+ES)。
它们规模一般不大,通常为几十千瓦至几十兆瓦,所用的能源包括天然气(含煤气层、沼气)、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源;而储能装置主要为蓄电池,还可能采用超级电容、飞轮储能等。
此外,为了提高能源的利用效率,同时降低成本往往采用冷、热、电联供(Combined Cooling、Heat and Power, CCHP)的方式或热电联产(Combined Heat and Power, CHP 或Co-generation)的方式。
因此,国内外也常常将冷、热、电等各种能源一起供应的系统称为分布式能源(Distributed Energy Resource, DER)系统,而将包含分布式能源在内是电力系统称为分布式能源电力系统。
由于能够大幅提高能源利用效率、节能、多样化地利用各种清洁和可再生能源。
未来分布式能源系统是应用将会越来越广泛。
分布式发电直接接入配电系统(380V或10kV配电系统,一般低于66kV电压等级)并网运行较为多见,但也有直接向负荷供电而不与电力系统相联,形成独立供电系统(Stand-alone System),或形成所谓的孤岛运行方式(Islanding Operation Mode)。
采用并网方式运行,一般不需要储能系统,但采取独立(无电网孤岛)运行方式时,为保持小型供电系统的频率和电压稳定,储能系统往往是必不可少的。
分布式发电与微电网一、分布式发电分布式发电技术是充分开发和利用可再生能源的理想发生,它具有投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点,可以对未来大电网提供有力补充和有效支撑,是未来电力系统的重要发展趋势之一.(一)分布式发电的基本概念分布式发电目前尚未有统一定义,一般认为,分布式发电(Distributed Generation,DG)指为满足终端用户的特殊要求、接在用户侧附近大的小型发电系统。
分布式电源(Distributed Resource, DG)指分布式发电与储能装置(Energy Storage,ES)的联合系统(DR=DG+ES).它们规模一般不大,通常为几十千瓦至几十兆瓦,所用的能源包括天然气(含煤气层、沼气)、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源;而储能装置主要为蓄电池,还可能采用超级电容、飞轮储能等。
此外,为了提高能源的利用效率,同时降低成本往往采用冷、热、电联供(Combined Cooling、Heat and Power, CCHP)的方式或热电联产(Combined Heat and Power, CHP 或Co—generation)的方式。
因此,国内外也常常将冷、热、电等各种能源一起供应的系统称为分布式能源(Distributed Energy Resource, DER)系统,而将包含分布式能源在内是电力系统称为分布式能源电力系统。
由于能够大幅提高能源利用效率、节能、多样化地利用各种清洁和可再生能源。
未来分布式能源系统是应用将会越来越广泛。
分布式发电直接接入配电系统(380V或10kV配电系统,一般低于66kV电压等级)并网运行较为多见,但也有直接向负荷供电而不与电力系统相联,形成独立供电系统(Stand-alone System),或形成所谓的孤岛运行方式(Islanding Operation Mode)。
采用并网方式运行,一般不需要储能系统,但采取独立(无电网孤岛)运行方式时,为保持小型供电系统的频率和电压稳定,储能系统往往是必不可少的。
电力系统中的分布式发电与微电网技术在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下,电力系统中的分布式发电与微电网技术正逐渐成为能源领域的热门话题。
这两项技术的发展和应用,为解决能源供应的可靠性、可持续性以及能源效率等问题提供了新的思路和方法。
分布式发电,简单来说,就是将小型的发电装置分散地布置在用户附近,实现就地发电、就地使用。
这些发电装置可以包括太阳能光伏发电、风力发电、小型燃气轮机发电等多种形式。
与传统的集中式发电方式相比,分布式发电具有许多显著的优点。
首先,分布式发电能够有效地减少输电过程中的能量损耗。
由于发电设备靠近用户,电能传输的距离大大缩短,从而降低了线路电阻带来的能量损失。
这不仅提高了能源的利用效率,还降低了对输电线路的投资和维护成本。
其次,分布式发电能够提高电力系统的可靠性和稳定性。
在传统的集中式供电模式中,如果大型发电厂出现故障或者输电线路受到破坏,可能会导致大面积停电。
而分布式发电系统分布广泛,即使部分发电设备出现问题,也不会对整个电力系统造成太大的影响。
此外,分布式发电还可以作为备用电源,在紧急情况下为重要用户提供电力保障。
再者,分布式发电有利于促进可再生能源的利用。
太阳能、风能等可再生能源具有分布广泛、清洁环保的特点,但由于其能量密度较低、间歇性强等原因,在大规模集中式开发中面临诸多困难。
而分布式发电模式可以充分利用这些可再生能源的分散性和随机性,实现就地开发、就地消纳,为可再生能源的广泛应用创造了条件。
然而,分布式发电也存在一些问题和挑战。
由于分布式电源的容量较小、输出功率不稳定,其接入电网可能会对电力系统的电能质量、电压稳定性等方面产生不利影响。
此外,分布式发电的管理和调度也相对复杂,需要建立有效的协调控制机制,以确保其与电网的安全稳定运行。
为了更好地整合和管理分布式发电资源,微电网技术应运而生。
微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷等组成的一个小型发配电系统,它既可以与外部电网并网运行,也可以独立运行。
第一章微电网1.1 微电网的前身分布式发电技术(DG)DG的定义:通过在配电网中建立单独的发电单元来对重要用户负荷进行供电,并通过PCC和外界进行能量交换。
DG的特点:(1)提高能量利用率;(2)减少各种碳化物的排放,利于环保;(3)提高电能质量和供电可靠性;(4)可以降低线损;(5)延续电网的不断膨胀。
DG存在的问题:(1)分布式电源单机计入成本高、控制困难等;(2)分布式电源相对大电网来说是一个不可控源,因此大系统往往采取限制、隔离的方式处置分布式电源,以期减小其对大电网的冲击;(3)I EEE P1547对分布式电源的入网标准做了规定:当电力系统发生故障时,分布式电源必须马上退出运行。
这就大大限制了分布式电源效能的充分发挥。
1.2 微电网的产生针对DG存在的问题,为协调大电网与分布式电源的矛盾充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益。
在本世纪初,学者们提出了微电网的概念。
第二章微电网的定义2.1 微电网的定义微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与大电网并网运行,也可以孤立运行。
微网在实际运行中需要解决的关键问题之一就是控制问题,而微网的硬件平台建设,作为微网控制策略的实现载体,可为微网控制策略研究提供验证平台。
规模较小的分散独立系统,采用大量现代电力技术,将各种微电源,储能设备,直接接在用户侧。
对大电网:微电网被视为电网中的一个可控单元;对用户:满足特定需求,增加本地供电可靠性,降低馈线损耗。
微电网的组成:微电源、储能装置、控制设备、负荷、保护设备。
微电网的结构图:微电源:主要是分布式电源,其主要包括可再生能源发电设备,如太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气机和内燃机等。
储能装置:由于微电源的分散性和规模不大特点,也受自然条件制约,另外,微电网系统运行在孤岛模式下需要有储能装置来保证能量平衡。
浅析分布式能源与微电网阐述分布式能源系统的发展背景、概念、技术类型及发展情况,分布式能源系统与微电网的关系,微电网的发展状况、发展意义以及存在的问题。
标签:分布式能源;系统;微电网;技术1引言随着新能源利用技术的进步和智能电网的发展,世界各国人民的能源消费观念和消费模式正在发生根本性转变,而我国正在进行的第二轮電力体制改革,顺应了世界发展潮流,把未来增量能源供应的目光转移到以新能源消费为主的分布式能源供应系统。
2分布式能源的发展背景及概念分布式能源是相对于传统集中供能方式而言的。
自工业革命以来,世界各国社会生产力的大幅度提高,规模化的大机器生产依赖巨大的能源消耗,能源产业在大规模、集中发展了上百年。
我国改革开放以后,也经历了大工业、高能耗的相似路程。
进入21世纪后,随着信息革命的到来,工业4.0已经完全颠覆了传统的发展模式,整体社会的能源消耗已经出现拐点,传统高能耗产业对能源需求的拉动逐步降低,城市交通用能、生活用能、服务业用能成为能源需求的新的增长点。
而集约化的能源供应系统与当下追求环保型、节约型的能源消费理念相左,在这种背景下,原有的能源产业和电力工业发展“大机组、大电厂、大电网” 的方针,也面临着调整。
2002年开始的我国第一轮电力体制改革以“厂网分开、主辅分离、输配分开和竞价上网”为目标,参照了美国、英国等国家的自由竞争模式,依然延续了集中能源供应的思路,在当时我国经济高速发展、能源需求极度旺盛的情况下,忽略了分布式能源供应模式。
随着新能源利用技术的进步和智能电网的发展,世界各国人民的能源消费观念和消费模式正在发生根本性转变,而我国正在进行的第二轮电力体制改革,顺应了世界发展潮流,把未来增量能源供应的目光转移到以新能源消费为主的分布式能源供应系统。
国内对分布式能源主要有两种表述:第一种是指将冷/热电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式直接安装在用户端,可独立地输出冷、热、电能的系统。