分布式能源集成系统探析

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1、分布式能源集成系统探析　　摘要：根据国家“十二五”规划中提出的加快能源生产与利用改革的要求，针对国外研究的状况和发展趋势，对当前国内外的分布式能源集成系统进行了论述与评价，探讨采用多种能源方式集成控制的策略及方法，为系统的研发提供基础。关键词：分布式能源集成系统并网控制TreatofDistributedGenerationIntegrationSystemHUShi-peng，FeiXiang-jun，TangZhan-feng，FangChao(YangzhouElectricPowerEquipmentManufactureFact

2、ory，YangzhouJiangsu225000，China)Abstract:Thisarticlediscussesandassessestheintegrationsystemofdistributedgenerationbasedontherequirementofacceleratingenergyproductionandutilizationofreformraisedby“12thFive-YearPlan”.Itshowsamethodofvarietiesofenergyintegratedcontrolstrate

3、gy，providesabasisforthedevelopmentofthesystembasedondevelopmentrequirementofinternational,9currentresearchabroadandtrendsoffuture.Keywords:DistributedGeneration；IntegrationSystem；Grid-connectioncontrol中图分类号：F470.6文献标识码：A国家《能源发展“十二五”规划》中指出，“我们必须加快能源生产和利用方式变革，强化节能优先战略，全面提高能

4、源开发转化和利用效率，合理控制能源消费总量，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系”。1分布式能源集成系统的发展状况人类对能源的使用经历了从分布式到集中式，再到分布式这么一个过程。传统的集中式能源系统的传输和分配网络都比较复杂，用户大多集中在一定的区域内，这样其在适应负荷变化的灵活性和供电安全性方面就存在一些弊端[1]。上世纪70年代末，国际上有人提出了分布式能源系统的概念。美国的Fuelcellenergy公司与加拿大的Enbridge公司合作开发的微型燃气轮机与燃料电池联合系统（DFC-ERG），采用两级能源管理，极大地提高了能

5、源的利用效率，减少了污染物的排放[2]。欧洲许多国家也纷纷制定能源政策和规划，优先发展分布式供能等高效节能技术，目前以太阳能光伏、风能和热电联产为主[3]。9我国在分布式能源技术方面起步较晚，但发展迅速。合肥工业大学对风-光-柴-蓄多重复合发电及其智能控制系统进行了研究，建立了相关数学模型和仿真系统，但经过测试，该系统还需进一步改进[4]。上海理工大学利用Capstone公司的微型燃气轮机为核心，用于分布式能源系统的研究[5]。西安交通大学在能量互补控制和风光互补独立供电系统的容量配置方面进行了研究[6]。国内外在分布式能源开发应用上，主

6、要集中在单个能源系统及其相互间的两级集成形式，在对于与大电网联接以及多级能源集成系统的开发极少有报道。单个能源系统易受到自然环境和气候等方面的制约，有时也无法提供稳定的、持续的电力或热能，因此，多种新能源系统的集成，实现资源优化整合和能量梯级利用，提高能源转换效率，是分布式新能源开发的创新发展形式。2分布式能源集成系统的分析2．1集成系统的概况9根据CIGRE欧洲工作组WG37-33的定义：不受供电调度部门的控制、与77kV以下电压等级电网联网、容量在100MW以下的发电系统，称为分布式发电系统。分布式能源集成系统是一种创新的供电、供热和

7、能源开发利用的解决方案，其主要分布在用户端，将冷热电系统以模块化、分散式、小容量的方式分布在用户附近，可独立输出高品质、高可靠性的清洁能源，减小了中间输送环节的损耗，实现了资源利用的最大化，也可并网运行，实现用户侧可再生能源的整合优化和能源梯级利用[7]。2．2集成系统的结构分布式能源集成系统主要有发电设备（燃气轮机、燃料电池、太阳能光伏、光热和风能），供热或制冷设备、储能系统（超级电容或蓄电池）、调节装置以及控制系统等，其系统框图如图1所示。多级的分布式能源集成系统可实现各分布式新能源的联合使用，形成有机整体，通过系统集成控制技术，根据

8、负荷变化和各能源品种的特点，灵活、高效、合理的调配，实现多能源输入、输出以及互补功能。由于单一能源发电系统的间歇性和不可预测性，其输出电压、电流会出现波动，难以并网，因此，在能源输入端通过利用