分布式发电系统在近年来得到了飞速发展。由于分布式电源的高效、可靠，可满足工商业、居住和交通应用的一系列要求。而在分布式发电技术中应用最为广泛、前景最为明朗的，应该首推热电冷联产技术。分布式发电所涉及的关键技术主要有分布式电源、电能和能量的交换与管理控制、分布式发电系统结构，以及与大电网进行联网运行的并网控制技术等。与其他分布式电源之间可通过双向功率变换器进行能量的储存和释放。......
2023-06-23
基本概念和优势：分布式发电系统
【摘要】：因而，分布式发电系统与环境的相容性较好，可以减轻能源供应的环保压力。因而，分布式发电系统具有很高的能源利用效率，综合利用率可达70%～90%。通过DG系统对敏感设施单独供电，还可有效增强配电系统对于外部威胁和隐藏的不可预测故障的抵御能力，减少大范围停电发生的概率。
1.分布式发电系统的基本概念
分布式发电系统是指在一定的地域范围内，利用多个或多种形式的能源进行发电共同产生电能，并同一定数量的储能装置通过一定的组织架构就近向用电负载和用户进行供电的电力系统。分布式发电系统的发电规模一般较小，通常为MW级，其独立于公共电网，且靠近用电负载，和供电的负载等可共同构成分布式供电系统。为提高分布式供电系统的可靠性，也可将分布式发电系统与大电网进行并联以作为供电源的互为补充。
目前，在大多数情况下分布式发电系统主要用来作为大电网的有益补充，或给一些重要单位或部门作为不间断发电系统（Uninterruptible Power System，UPS）使用。DG系统可广泛应用于工业设施、医院、学校、银行等重要民生部门作为备用发电单元使用。当电网出现故障而无法供电时，DG系统就可投入运行为用户提供紧急电源。DG系统的就近安装和集中供电是非常经济而可靠的能量生产模式，避免了输电成本和相关的输电损耗。在现今难以通过大量新建电厂或扩大现有电厂来满足现代化生产日益增长的电力需求的情况下，分布式发电系统以其优良的环保性能和与大电网良好的互补性，已经逐渐成为电能供应不可缺少的有益补充，其与传统电力系统的有机结合将是新世纪电力工业和能源产业的重要发展方向。分布式发电在成为世界能源系统发展的热点之一，也为可再生能源的利用开辟了新的方向。
2.分布式发电系统的优势
分布式发电系统与传统的大电网相比，它能够充分就地利用分散的能源，提高能源特别是可再生能源的利用效率，进而为用电负荷提供统一的电能形式。同时，通过充分利用可再生能源，电能实现了就近分配，有效地减少了对环境的污染，促进了能源的可持续发展、改善了环境并提高了绿色能源的竞争力。
分布式发电非常适合远离大电网的偏远地区，如草原、海洋孤岛等。当然，对注重电力供应可靠性的重要部门也非常适用。与传统的供电系统相比，若将其与大电网实现并网，则有助于提高电网的效率、灵活性、安全性、可靠性和电能质量。具体而言，DG系统拥有如下优势：
1）建设容易，投资少，收益高。分布式发电大多采用风能、太阳能、生物质能等可再生能源或微型燃气轮机，单机容量和发电规模都不大，因而无须建设大规模的发电厂和输变电站，土建和安装成本低，建设工期短，投资规模和风险小。对单一用户而言，分布式发电系统大多利用自然能源，无须另外投入能源成本，并网后还可将发出的多余电能转售给当地电力公司，成为创收的途径。对于供电公司来说，分布式发电会提升输电和配电的容量，从而限制了市场化造成的电能成本上升。
2）环境兼容性好，污染少。DG系统使用的都是当地所有能利用的可再生或者替代性复合能源作为发电的一次能源。可再生能源主要是指风能和太阳能，替代性复合能源主要指以气体、固体或者液体形式存在的从废气物或者生物质中提取的能源。通过将使用多种燃料资源的DG系统接入电网，可以大大降低对石油和天然气等燃料的依赖。另外DG系统在发电过程中污染物排放低，噪声小，且无须大容量远距离高压输电线路，产生的电磁辐射远低于常规的集中式发电方式。因而，分布式发电系统与环境的相容性较好，可以减轻能源供应的环保压力。
3）靠近用户，输配电简单、损耗小。分布式电源大多容量较小，且靠近电力用户，一般都是就近向负载供电，而无须修建长距离的高压输电线路，输配电损耗较小，建设也简单廉价。就近用电负载供电的另一个好处是可以不用对既有配电网进行扩建，就能满足未来的电力增长需求。同时，将DG系统安装在工业区或商业机构自己的领地内，还能省去关于土地使用与输配电线路规划的审批和投资，节省了建设流程环节和相关费用。
4）能源利用效率高。分布式发电可以结合“冷热电”联产和储能装置，做到充分利用能源。当本地负载电力需求较小时，可将所发电能储存在储能装置中；当电力需求旺盛时，再把先期储存的电能进行释放供电。同时，发电的废热还可用来回收用于供热和制冷，科学合理地实现能源的阶梯利用。由于分布式电源距离用电负载较近，输配电过程中的电能损失和供暖、供热管道的热量损失就比较小。因而，分布式发电系统具有很高的能源利用效率，综合利用率可达70%～90%。
5）运行灵活，安全可靠。分布式发电系统中含多种能源发电，一次能源类型丰富，且彼此之间互相独立，因而同时发生故障的概率很小，不容易发生大规模的停电事故，供电的连续可靠性能得到有效保障。同时，DG系统在运行方式上非常具有灵活性，可以运行在备用模式、独立模式和并网模式。用户可根据需要自行控制，可在电力事故发生时避免停电的困扰。通过DG系统对敏感设施单独供电，还可有效增强配电系统对于外部威胁和隐藏的不可预测故障的抵御能力，减少大范围停电发生的概率。
6）联网运行，提供辅助性服务的能力。分布式发电系统可与大电网联网运行，互为补充，既能够提高分布式发电系统本身的供电可靠性，还能为大电网提供辅助性的服务。例如，在用电高峰期的夏季和冬季，采用“冷热电”联产等手段，可满足季节供热或制冷的需要，同时节省部分电力，从而减轻供电压力。另外，分布式光伏发电系统中的并网逆变器也可作为有源滤波装置或无功发生装置，通过一定的控制策略可消除电网的谐波和对电网进行无功补偿。
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