分布式能源系统概述

（1）分布式能源系统（DES）的概念

1987年，美国的公共事业管理政策法律中首次提出了分布式发电的概念，并将其定义为：在配电网中设置的或者主要分布于负载周围的发电设备，进而实现高效、优质、经济、安全、可靠的发电。分布式发电电源即分布式发电中所使用每种设备，主要包括太阳能发电、风力发电、微型燃气轮机以及燃料电池等。由于以上发电设备规模较小，能够直接在用户周围设置，并且可以直接向需要的用电场所输送电能。

（2）分布式发电的特征

1）可靠性高 分布式发电中的电源多运用微型或中小型机组，操作方式简便且电站之间相独立，出现大规模供电事故的风险极低。

2）经济性好 由于输电距离的缩短而减少了线路损耗和不稳定所带来的损耗。

3）灵活性强 分布式发电中，电源占地面积小、投资少、工程建设周期较短，因此能在较短的时间内改善供电问题。

4）环保性好 分布式发电系统中多采用天然气等环保、可再生能源，有利于环境保护。同时，就近供电的模式也减少了供电线路的建设，使电磁污染进一步降低。

分布式能源系统是一种建立在能量梯级利用概念基础之上的，分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再生能源设施。通过在需求现场根据用户对能源的不同需求，实现对口供应能源，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效能的最大化。

分布式能源是以资源、环境和经济效益最优化来确定机组配置和容量规模的系统，它追求终端能源利用效率的最大化，采用需求应对式设计和模块化组合配置，可以满足用户多种能源需求，能够对资源配置进行供需优化整合。分布式能源依赖于先进的信息技术，采用智能化、网络化控制和远程遥控技术，可实现无人值守。同时，也可依靠能源服务公司体系的社会化能源技术服务体系，实现投资、建设、运行和管理的专业化运作模式，以保障各能源系统的安全可靠运行。

分布式能源系统可在用户现场或在靠近用电现场配置较小的发电机组（一般低于30MW），以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。这些小型机组包括燃料电池、小型燃气轮机，或燃气轮机与燃料电池的混合装置，也可是太阳能发电或风力发电等新能源发电系统。由于靠近用户需求，提高了服务的可靠性和电力质量。随着技术的发展，公共环境政策和电力市场的扩大等因素的共同作用使得分布式能源系统成为新世纪重要的能源选择。

（3）分布式能源系统和集中供电系统配合应用的优点

1）分布式能源系统中各电站相互独立，用户可以自行控制，不会发生大规模停电事故，安全可靠性比较高。

2）分布式能源系统可以弥补大电网安全稳定性差的缺点，当发生意外灾害时能继续供电，已成为集中供电方式中不可缺少的因素。(www.xing528.com)

3）可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合农村、牧区、山区，发展中的中、小城市或商业区的居民供电。

4）分布式能源系统的输配电损耗低，无需再建配电站，可降低或避免附加的输配电成本，同时土建和安装成本低。

5）可以满足特殊场合的需求，用于重要集会或庆典活动的（处于热备用状态的）移动分散式发电车。

6）调峰性能好，操作简单，参与运行的系统少，起停快速，便于实现全自动化。

（4）分布式能源的分类

根据所使用一次能源的不同，分布式能源系统可分为基于化石能源的分布式能源系统技术、基于可再生能源的分布式能源系统技术以及混合式分布式能源系统技术，如图A-1所示。

图A-1 分布式能源系统分类

基于化石能源的分布式能源系统技术主要由以下三种技术构成。

1）往复式发动机技术 用于分布式能源系统的往复式发动机采用四冲程的点燃式或压燃式发动机，以汽油或柴油为燃料，是目前应用最广的分布式能源系统方式。通过技术上的改进，已经大大减少了噪声污染和废气的排放污染。

2）微型燃气轮机技术 微型燃气轮机是指功率为几百千瓦以下，以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机。但是，微型燃气轮机的效率较低。满负载运行时的效率为30%，在半负载运行时效率只有10%～15%，所以目前多采用家庭热电联供的办法利用设备废弃的热能，以提高热效率。目前，国外已进入示范阶段，其技术关键是高速轴承、高温材料、部件加工等。

3）燃料电池技术 燃料电池是一种在等温状态下直接将化学能转变为电能的电化学装置。燃料电池工作时，不需要燃烧，同时不污染环境，其电能是通过电化学过程获得的。在阳极上通过富氢燃料，阴极上面通过空气，并由电解液分离这两种物质，在获得电能的过程中，将产生热、水和二氧化碳等。氢燃料由各种碳氢源，在压力作用下通过蒸汽重整过程或由氧化反应生成。是一种很有发展前途的洁净和高效发电方式，被称为21世纪的分布式电源。