能源互聯(lián)網(wǎng)12

1、能源互聯(lián)網(wǎng)微網(wǎng)群控分布式能源分布式能源能源微網(wǎng)目錄區(qū)域智慧能源發(fā)展趨勢(shì) 根據(jù)德國(guó)烏帕塔爾氣候環(huán)境與能源研究院&德國(guó)西門(mén)子研究中心的分析，到2050年，分布式再生能源和分布式熱電聯(lián)產(chǎn)占到整個(gè)能源供應(yīng)的50%。區(qū)域區(qū)域智慧能源智慧能源有利于一次能源的多元化有利于一次能源的多元化發(fā)展可再生能源，發(fā)展可再生能源，減少排放污染減少排放污染 提高能源綜合利用效率提高能源綜合利用效率提高供電安全性、可靠性提高供電安全性、可靠性 分布式能源系統(tǒng)是相對(duì)傳統(tǒng)的集中式供能的能源系統(tǒng)而言的，傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)采用大容量設(shè)備、集中生產(chǎn)，然后通過(guò)專(zhuān)門(mén)的輸送設(shè)施(大電網(wǎng)、大熱網(wǎng)等)將各種能量輸送給較大范圍內(nèi)的眾多

2、用戶；而分布式能源系統(tǒng)則是直接面向用戶，按用戶的需求就地生產(chǎn)并供應(yīng)能量，具有多種功能，可滿足多重目標(biāo)的中、小型能量轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)。分布式能源建設(shè)意義分布式能源示意分布式能源供給優(yōu)化配置 區(qū)域能源系統(tǒng)根據(jù)土地利用規(guī)劃圖確定其各種類(lèi)型建筑布局，根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y料確定其可資利用的能源品種和技術(shù)種類(lèi)，參考負(fù)荷指標(biāo)或者根據(jù)能耗模擬軟件進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)得到其冷、熱、電和生活熱水需求，就可以利用這個(gè)模型得到哪幾種能源和哪幾種技術(shù)的組合，可以在目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)的約束下，最好得滿足負(fù)荷需求。同時(shí)得到能源站的最佳選址布局和建議的管網(wǎng)路徑設(shè)計(jì)。區(qū)域集中能源技術(shù)分散式能源技術(shù)以大型離心式冷機(jī)為冷源的區(qū)域供冷系統(tǒng)空氣源熱泵（樓宇）區(qū)域

3、熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)樓宇熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)大規(guī)模地源（水源）熱泵系統(tǒng)建筑一體化光伏系統(tǒng)較大功率太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)建筑一體化微型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)區(qū)域風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)樓宇太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)燃用天然氣或生物質(zhì)能的區(qū)域鍋爐房分布式能源建設(shè)意義 區(qū)域能源綜合考慮常規(guī)能源和可再生能源，權(quán)衡配置區(qū)域集中能源系統(tǒng)和分散式能源系統(tǒng)，將目標(biāo)區(qū)域中可資利用的能源如電網(wǎng)來(lái)電、氣網(wǎng)燃?xì)狻⑻?yáng)能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等可再生能源優(yōu)化整合，將目標(biāo)區(qū)域中分散的小型、微型的分布式能源（包括樓宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)BCHP、燃料電池、燃用生物質(zhì)能的鍋爐、太陽(yáng)能光伏發(fā)電，以及小型風(fēng)力發(fā)電等）所生產(chǎn)的電和熱，通過(guò)連接各建筑的電力微網(wǎng)和熱力網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電力和熱力的互聯(lián)互通，

4、互相補(bǔ)償，從根本上建立能源的低碳應(yīng)用方式。分布式能源建設(shè)意義u 微微網(wǎng) 能源的最小單元，具有儲(chǔ) 能自維持以及智能接口等u 微網(wǎng) 能源的雙向傳輸以及智能 路由、能源轉(zhuǎn)換等u 區(qū)域網(wǎng) 能源的多向傳輸、轉(zhuǎn)換節(jié) 點(diǎn)儲(chǔ)能、自愈等u 能源網(wǎng) 多個(gè)微網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)構(gòu)成的彈 性可擴(kuò)展系統(tǒng)分布式發(fā)電技術(shù)：燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、微燃機(jī)發(fā)電技術(shù)光伏發(fā)電/光熱技術(shù)燃料電池發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)分布式儲(chǔ)能技術(shù)分布式能源燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、微燃機(jī)發(fā)電技術(shù) 燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、微燃機(jī)發(fā)電技術(shù)是以天然氣、煤層氣或沼氣等為常用燃料，以燃?xì)廨啓C(jī)(Gas Turbine或Combustion Turbine)、內(nèi)燃機(jī)(Gas En

5、gine或Internal Combustion Reciprocaring Engines)和微燃機(jī)(Micro-Turbine)等為發(fā)電動(dòng)力的發(fā)電系統(tǒng)。燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)微燃機(jī)分布式能源燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐余熱直燃機(jī)三聯(lián)供系統(tǒng)常用設(shè)備分布式能源小型燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)燃機(jī)微燃機(jī)容量范圍（kW）5002500021000028300發(fā)電效率（%）203825451232余熱回收形態(tài)400650煙氣400600煙氣；80110缸套水；4065潤(rùn)滑油冷卻水250650煙氣所需燃?xì)鈮毫Γ∕Pa）1.02.20.20.40.8NOx排放水平（ppm）（含氧量15%）65300（無(wú)控制時(shí)）825（低氮燃燒）25050

6、0（無(wú)控制時(shí)）825分布式能源燃?xì)庠O(shè)備發(fā)電裝置特點(diǎn)光伏(Photo-Voltaic，PV)發(fā)電技術(shù) 光伏發(fā)電技術(shù)是一種將太陽(yáng)光輻射能通過(guò)光伏效應(yīng)、經(jīng)光伏電池直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電技術(shù)，它向負(fù)荷直接提供直流電或經(jīng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)變成交流電供人們使用。光伏發(fā)電系統(tǒng)換、控制與保護(hù)以及能量?jī)?chǔ)存等環(huán)節(jié)。分布式能源獨(dú)立運(yùn)行獨(dú)立運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行分布式能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 葉輪吸收風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能變壓器升變壓器升壓后輸送壓后輸送至電網(wǎng)至電網(wǎng)水平軸式分布式能源分布式儲(chǔ)能技術(shù) 當(dāng)分布式發(fā)電以獨(dú)立或孤島方式運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)是必不可少的，因此電能儲(chǔ)存技術(shù)和設(shè)備正越來(lái)越多受到人們的關(guān)注。 分布式儲(chǔ)

7、能技術(shù)主要包括蓄電池、飛輪、超級(jí)電容器、電動(dòng)汽車(chē)等。 利用電加熱蓄熱磚或蓄熱水的蓄熱儲(chǔ)能，以及制冰及冷水的蓄冷儲(chǔ)能等。飛輪儲(chǔ)能蓄電池儲(chǔ)能 大量分布式微型電源并網(wǎng)將有可能造成電力系統(tǒng)對(duì)其不可控制和難以管理的局面，并引發(fā)相應(yīng)的電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性等諸多問(wèn)題。為進(jìn)一步解決電力系統(tǒng)與分布式微型電源間的矛盾進(jìn)一步充分發(fā)揮分布式微型電源為電力系統(tǒng)和用戶所帶來(lái)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性、可控性和經(jīng)濟(jì)性更好的滿足電力用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠性的更高要求微網(wǎng)的起因 國(guó)際上對(duì)微網(wǎng)的定義各不相同，相對(duì)獲得學(xué)術(shù)界和工業(yè)界認(rèn)可的定義主要有以下三種。 微網(wǎng)是一種由負(fù)荷和分布式電源共同組成的系統(tǒng)，

8、它可同時(shí)提供電能和熱能；微網(wǎng)內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必需的控制。微網(wǎng)相對(duì)于外部電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，可同時(shí)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全等的要求。美國(guó)電氣可靠性技術(shù)解決方案聯(lián)合會(huì)（CERTS）給出的定義 利用一次能源；使用分布式電源，分為不可控、部分可控和全控三種，并可冷、熱、電聯(lián)供；配有儲(chǔ)能裝置；使用電力電子裝置進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。研究包括低壓網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷（部分可中斷）、可控和不可控的分布式電源、儲(chǔ)能裝置和基于監(jiān)控分布式電源和負(fù)荷的通訊設(shè)施的分層管理和控制系統(tǒng)。 歐盟微網(wǎng)項(xiàng)目（ECP Microgrids） 微網(wǎng)是由負(fù)載和分布式電源組成的獨(dú)立可控系統(tǒng)，為當(dāng)?shù)靥峁╇娔芎蜔崮?/p>

9、。這種概念提供了一個(gè)新的模型來(lái)描述微網(wǎng)的行為：微網(wǎng)可視作電網(wǎng)中的一個(gè)可控單元，可在數(shù)秒鐘內(nèi)反應(yīng)來(lái)滿足外部輸配網(wǎng)絡(luò)的需求；對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，微網(wǎng)可以滿足特定的需求：增加本地可靠性，降低饋線損耗，保持本地電壓，通過(guò)余熱利用提高能效，提供不間斷電源。威斯康辛麥迪遜分校的R.H.Lasseter微網(wǎng)的定義 微網(wǎng)應(yīng)以分布式發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ)，以靠近分散型資源或用戶的小型電站為主，結(jié)合終端用戶電能質(zhì)量管理和能源梯級(jí)利用技術(shù)形成的小型模塊化、分散式的供能網(wǎng)絡(luò)。 微網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組織部分，能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電源和負(fù)荷的一體化運(yùn)行，并通過(guò)和主電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，可平滑接入主網(wǎng)或獨(dú)立自治運(yùn)行，充分滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性和安

10、全性的需求。微網(wǎng)進(jìn)化微網(wǎng)的發(fā)展光伏發(fā)電風(fēng)力發(fā)電電池儲(chǔ)能燃油發(fā)電DC/AC用電設(shè)備微網(wǎng)監(jiān)控并網(wǎng)運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行獨(dú)立運(yùn)行獨(dú)立運(yùn)行交流交流電網(wǎng)電網(wǎng)微網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)片區(qū)微電網(wǎng)有兩種：一種是城市網(wǎng)絡(luò)，另一種則是農(nóng)村的饋線。前者主要用于城市的繁華地區(qū)，后者則用于農(nóng)村電網(wǎng)的計(jì)劃解列。片區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展動(dòng)力是停運(yùn)管理和整合可再生能源發(fā)電的需求。片區(qū)微電網(wǎng)的主要作用在于降低溫室氣體的排放；提供對(duì)用戶多種能源方式的供給；阻塞管理；延緩電力網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)等。另外，片區(qū)微電網(wǎng)能提供當(dāng)?shù)責(zé)o功電壓支撐和較高的電能質(zhì)量等輔助服務(wù)。微網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)工商業(yè)微網(wǎng)的用戶一般定義為關(guān)鍵負(fù)荷或者敏感負(fù)荷，即需要較高等級(jí)的供電可靠性和電能質(zhì)量。該類(lèi)微電

11、網(wǎng)能夠提供對(duì)多個(gè)工商業(yè)區(qū)域的負(fù)荷需求，如大學(xué)校園、購(gòu)物中心或工業(yè)設(shè)備。該類(lèi)微電網(wǎng)同樣可以供給小型的居民負(fù)荷，如一組城市用房或者獨(dú)立公寓，也可以成為居民區(qū)微電網(wǎng)。該類(lèi)微電網(wǎng)能夠提供便利且可靠的能量供給，并且能夠提供用戶定制的多種分布式電源供電。該類(lèi)微電網(wǎng)的主要作用是提供較高的電能質(zhì)量；提供不同水平的電能可靠性水平；整合CHP和需求側(cè)管理。運(yùn)行方式有GD、GI和IG，當(dāng)大電網(wǎng)故障或者電能質(zhì)量不滿足要求、電價(jià)較高或者系統(tǒng)維修時(shí)從GI模式切換到IG模式。 微網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)1恒功率注入/輸出控制模式這是從大電網(wǎng)的角度來(lái)說(shuō)的，即將微網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處的饋線功率流量調(diào)整為常量。2變功率注入/輸出控制模式與恒功率

12、注入/輸出控制模式相對(duì)應(yīng)，這種控制模式是使微網(wǎng)與大電網(wǎng)連接處的饋線功率流量為一變量。3聯(lián)合最優(yōu)功率控制模式吸取前兩種控制模式的優(yōu)點(diǎn)，一些分布式電源根據(jù)自身特性調(diào)節(jié)功率輸出，使其發(fā)揮最高工作效率。微網(wǎng)的并網(wǎng)控制方式微型一次能源微網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)、微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)2 、燃料電池技術(shù)3、太陽(yáng)光伏發(fā)電技術(shù)4、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)5、生物技能發(fā)電技術(shù)6、海洋能發(fā)電技術(shù)7、地?zé)岚l(fā)電技術(shù)、超級(jí)電容器儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能3、超導(dǎo)儲(chǔ)能4、飛輪儲(chǔ)能微網(wǎng)能源的輸入方式 微網(wǎng)包括發(fā)電、傳輸、存儲(chǔ)、分配和用電全過(guò)程，具有內(nèi)部分布式電源種類(lèi)和并網(wǎng)形式多樣、獨(dú)立運(yùn)行和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行兩種模式等眾多獨(dú)特特點(diǎn)，必須有一系列相關(guān)技術(shù)保證微網(wǎng)能夠穩(wěn)定、高效

13、、可靠運(yùn)行，并最大提高分布式發(fā)電滲透率，發(fā)揮出分布式電源能力。分布式電源與儲(chǔ)能計(jì)算與分析理論體系信息與通信運(yùn)行、控制與能量管理設(shè)計(jì)規(guī)劃體系保護(hù)與接地系統(tǒng)微網(wǎng)核心技術(shù)體系微網(wǎng)核心技術(shù)體系 微電網(wǎng)被定義為發(fā)電和負(fù)荷的集合，而通常負(fù)荷不僅包括了電負(fù)荷，還包括熱和冷負(fù)荷，即熱電聯(lián)供或熱電冷三聯(lián)供。由此，微電網(wǎng)不僅要發(fā)電，而且要利用發(fā)電的余熱以提高總體效率。 能量管理系統(tǒng)(Energy Management System，EMS)的目的即為作出決策以最優(yōu)地利用發(fā)電產(chǎn)生的電和熱(冷)。該決策的依據(jù)為當(dāng)?shù)卦O(shè)備對(duì)熱量的需求、氣候的情況、電價(jià)、燃料成本等。 除了上述基本功能外，EMS還具有其他些功能，如當(dāng)微電網(wǎng)

14、與配電網(wǎng)解列后微電網(wǎng)應(yīng)配備快速切負(fù)荷的功能，以使微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電與負(fù)荷平衡；由于微電源同時(shí)供給電、熱等負(fù)荷，調(diào)度時(shí)應(yīng)同時(shí)兼顧，一般情況下往往采取“以熱定電”的原則，即在滿足用戶對(duì)熱負(fù)荷需求的條件下再進(jìn)行電量的調(diào)度。 微電網(wǎng)中應(yīng)配各一些儲(chǔ)能設(shè)備，如蓄電池、超級(jí)電容器、飛輪等。 微電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng) 未來(lái)配電網(wǎng)是廣泛互聯(lián)、高度智能、開(kāi)放互動(dòng)的“能源互聯(lián)網(wǎng)”的主要載體，可以實(shí)現(xiàn)在廣域范圍內(nèi)能源生產(chǎn)、傳輸、配送、轉(zhuǎn)換、消耗的優(yōu)化。相對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)，未來(lái)配電網(wǎng)除了承擔(dān)電能的配送任務(wù)之外，還需要實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)能源的交換和分配，并滿足分布式電源接入及全額消納的需求。微網(wǎng)群控 城市是能源終端消費(fèi)最為集中的區(qū)域，在新建

15、城市化地區(qū)，伴隨用戶負(fù)荷的快速增加，用戶側(cè)的電動(dòng)汽車(chē)充電站、分布式儲(chǔ)能、熱電聯(lián)供、可再生能源等也有大量的接入需求。本場(chǎng)景面向以分布式能源和電動(dòng)汽車(chē)為主要特征的新能源和負(fù)荷快速發(fā)展的新建地區(qū)，需要配電網(wǎng)達(dá)到以下目標(biāo)： 為用戶側(cè)各種類(lèi)型用電設(shè)備和分布式能源提供良好的接入環(huán)境，為調(diào)度高級(jí)應(yīng)用和電力市場(chǎng)提供高度靈活的可觀可控能力。微網(wǎng)群控 現(xiàn)代化的工業(yè)科技園區(qū)中大量精密電子、計(jì)算中心、生產(chǎn)線等設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量的敏感程度越來(lái)越高，同時(shí)其清潔、高效、綠色用電的需求也日益增長(zhǎng)，因此工業(yè)科技園區(qū)要求配電網(wǎng)具備高度供電可靠性和高效率。針對(duì)工業(yè)科技園區(qū)中充電樁、路燈、數(shù)據(jù)中心、變頻電機(jī)等直流負(fù)荷以及光伏等分布式電源，通過(guò)直流配電方案來(lái)構(gòu)成內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)通過(guò)與交流電網(wǎng)多端互聯(lián)，互為支撐和備用，不僅能夠?yàn)橛脩籼峁﹥?yōu)質(zhì)電能質(zhì)量，也能夠提升用戶用電效率。微網(wǎng)群控 配電網(wǎng)小區(qū)內(nèi)系統(tǒng)中存在基于分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的可控微能源節(jié)點(diǎn)、分布式發(fā)電和本地負(fù)荷的微能源