綜合能源系統(tǒng)參考文檔

東南大學(xué)電氣工程學(xué)院分布式綜合能源系統(tǒng)一、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)二、冷熱電聯(lián)供三、分布式綜合能源系統(tǒng)風(fēng)能能的技術(shù)。如:風(fēng)能能的技術(shù)。如:太陽能天然氣分布式太陽能天然氣分布式能源海洋能生物質(zhì)其他優(yōu)點：可利用豐富的清潔和可再生能源。缺點：一些可再生能源具有間歇性和隨機性。n2008年美國能源部開展了“20%風(fēng)能目標(biāo)可行性研究”，認(rèn)為2030n通過提供度電補貼的方式鼓勵風(fēng)電發(fā)展。一種形式是直接固定上網(wǎng)電n出臺了《中華人民共和國可再生能源法》，建立包含優(yōu)先上網(wǎng)、標(biāo)桿2000~2013（全球風(fēng)能理事會）（歐洲光伏工業(yè)協(xié)會）2013年全球風(fēng)電裝機容量居前十的國家基本情況1234567892013年全球光伏裝機容量居前十的國家基本情況123456789資料來源：全球風(fēng)能理事會，AnnualMarketUpdate2013，全球新能源發(fā)展報告2014河北張北國家風(fēng)光儲輸示范工程甘肅酒泉風(fēng)電基地青海格爾木光伏發(fā)電基地浙江海寧分布式光伏發(fā)電分布式可再生能源發(fā)電比例逐步提高（德國烏帕塔爾氣候環(huán)境與能源研究院&德國西門子研究中心）輸電高壓配網(wǎng)中壓配網(wǎng)低壓配網(wǎng)0.4KVGGGG↓負(fù)荷↓負(fù)荷負(fù)荷負(fù)荷以分布式電源（DG）為單元優(yōu)點：接入方便，運行簡單缺點：n系統(tǒng)故障退出運行n間歇性影響周邊用戶n能源綜合優(yōu)化困難n對電網(wǎng)運行調(diào)度提出了挑戰(zhàn)上述缺點已制約了DG的發(fā)展需要新的技術(shù)來解決分布式發(fā)電的高效利用問題?。。ㄎ㈦娋W(wǎng)）微網(wǎng)優(yōu)勢：n實現(xiàn)多種能源綜合互補利用n保障重要負(fù)荷的持續(xù)供電n解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題n提高供電可靠性和電能質(zhì)量配電變壓器燃?xì)廨啓C燃?xì)廨啓C內(nèi)燃機燃?xì)廨啓C燃?xì)廨啓C飛輪儲能飛輪儲能燃料電池燃料電池1212v的代表性的基礎(chǔ)項目相關(guān)技術(shù)美國Madriver微電網(wǎng)美國第一個微電網(wǎng)示范性工程美國電力可靠技術(shù)解決方案協(xié)會美國著名微網(wǎng)研究機構(gòu)，于2006年開始進(jìn)行微電網(wǎng)的示范工程夏威夷等潔凈能源計劃可再生能源發(fā)電技術(shù)歐盟國家歐盟科技框架計劃第5框架計劃（1998-2002）開始資助微電網(wǎng)的、研究，第6框架計劃（2002-2006）研究對象發(fā)展到多個微電網(wǎng)的并列運行MICROGRID計劃微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)等青森縣微電網(wǎng)示范工程全部采用可再生能源（風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能）供給電能和熱能新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)NEDO于2003年啟動可再生能源的地區(qū)配電網(wǎng)項目，建立了3個微電網(wǎng)示范工程微網(wǎng)組成示范目的示范目的示范目的美國微網(wǎng)示范工程—NREL美國微網(wǎng)示范工程美國微網(wǎng)示范工程—NREL微網(wǎng)組成微網(wǎng)組成美國微網(wǎng)示范工程—Madriver美國微網(wǎng)示范工程—Madriver荷蘭的Zutphen荷蘭的Zutphen度假村，荷蘭首個微網(wǎng)項目微網(wǎng)組成：u335kW光伏，蓄電池u提供200幢別墅電力示范目的：?聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)孤島自動切換?黑啟動能力?維持孤島運行24小時?蓄電池智能充放電管理微網(wǎng)組成：微網(wǎng)組成：?動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器日本微網(wǎng)示范工程—日本微網(wǎng)示范工程—Sendai示范目的：?供電質(zhì)量分為A，等級，通過上層調(diào)度管理，實現(xiàn)不同等級供電質(zhì)量1舟山東福山島：并網(wǎng)型微網(wǎng)工程，可實現(xiàn)并網(wǎng)/孤網(wǎng)的切換，含1530kW光伏及鉛蓄儲能30kW光伏及鉛蓄儲能2南京：離網(wǎng)型微網(wǎng)工程，含210kW風(fēng)電、100kW光伏、200kW柴發(fā)、海水淡化裝置及鉛蓄儲能系統(tǒng)。南麂離網(wǎng)型微網(wǎng)綜合示范工程現(xiàn)狀南麂是聯(lián)合國教科文組織世界生物圈保護(hù)區(qū)和國家級海洋自然保護(hù)區(qū)，是中國唯一的世界級貝類保護(hù)區(qū)。由于遠(yuǎn)離大陸，常年用電緊張，尤其是現(xiàn)階段完全依靠柴油發(fā)電，不符合建設(shè)生態(tài)海島、環(huán)保海島的主題要求。南麂離網(wǎng)型微網(wǎng)綜合示范工程海洋能發(fā)電100kW光伏發(fā)電500kW風(fēng)力發(fā)電11*100kW電動汽車充換電站（兼儲能）柴油機發(fā)電1.1MW特點特點南麂微網(wǎng)綜合示范工程是一個可靠性要求高，分布式電源種類多樣的復(fù)雜離網(wǎng)型微網(wǎng)系統(tǒng)，可對微網(wǎng)設(shè)計方法、控制保護(hù)策略、能量管理方法、優(yōu)化運行策略及評價指標(biāo)體系綜合進(jìn)行測試與驗證。鹿西并網(wǎng)型微網(wǎng)綜合示范工程儲能電站光伏發(fā)電500kW儲能電站風(fēng)力發(fā)電1.2MW柴油機發(fā)電1.2風(fēng)力發(fā)電1.2MW柴油機發(fā)電1.2MW浙江鹿西微網(wǎng)綜合示范工程為并網(wǎng)型綜合微網(wǎng)示范工程，可實現(xiàn)微網(wǎng)并網(wǎng)與孤網(wǎng)兩種模式的靈活切換，同樣可以對微網(wǎng)設(shè)計方法、控制保護(hù)策略、能量管理方法、優(yōu)化運行策略及評價指標(biāo)體系綜合加以測試與驗證。東南大學(xué)江蘇省智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備重點實驗室一、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)二、冷熱電聯(lián)供三、分布式綜合能源系統(tǒng)冷熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)是一種以聯(lián)供設(shè)備為核心，包含多個分布式單元（發(fā)電、負(fù)荷、儲能、蓄熱等存在多元能量平衡的微電網(wǎng)形態(tài)。具有能源利用率高、供電可靠性高、環(huán)境污染小、調(diào)度靈活等特點。通過對余熱的回收利用，多聯(lián)供能夠?qū)崿F(xiàn)對一次能源的高效利用，單位能源的產(chǎn)出效益從40%提高到85%以上。美國美國歐盟?1999?1999年提出“CCHP創(chuàng)意”和“CCHP2010年綱領(lǐng)”?到2020年，50%新建商用、寫字樓類建筑及15%現(xiàn)有商用、寫字樓類建筑將采用燃?xì)夥植际侥茉绰?lián)供系統(tǒng)熱電聯(lián)供系統(tǒng)為熱源的區(qū)域供熱系統(tǒng)是僅次于燃?xì)?、熱電?lián)供系統(tǒng)為熱源的區(qū)域供熱系統(tǒng)是僅次于燃?xì)狻㈦娏Φ牡谌蠊媸聵I(yè)大型建筑物空調(diào)有七成以上采用吸收式制冷機?成立COGENEurope組織，11%的市場占有率?丹麥，分布式聯(lián)供系統(tǒng)占電力市場的比例超過60%?德國，預(yù)計到2020年，德國聯(lián)供系統(tǒng)的市場份額將從目前的12.5%增加至25%??2010年中國燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)裝機容量達(dá)到400萬千瓦，其中中小型分布式冷熱電三聯(lián)供裝機容量超過250萬千瓦到2020年，在全國規(guī)模以上城市推廣使用分布式能源系統(tǒng)，裝機規(guī)模達(dá)到5000萬千瓦聯(lián)供設(shè)備燃料電池型熱電聯(lián)供微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)微型燃?xì)廨啓C型熱電聯(lián)微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)燃料電池型熱電聯(lián)供微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)微型燃?xì)廨啓C型熱電聯(lián)微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括東京瓦斯大樓、東芝大樓、靠海大樓4臺燃?xì)廨啓C，裝機容量4400KW區(qū)域性熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)產(chǎn)生0.78Mpa蒸汽和7℃冷水東京世貿(mào)中心大廈東京世貿(mào)中心大廈燃?xì)廨啓C1500kW；余熱蒸汽鍋爐4.6t/h；蒸汽輪機90kW驅(qū)動燃?xì)鈮嚎s機；太陽能發(fā)電80kW可作燃?xì)廨啓C的啟動電源；吸收式制冷機利用蒸汽輪機排熱；壓縮式制冷機補充制冷；清華科技園A-02蟹島三聯(lián)供能源中心蟹島三聯(lián)供能源中心蟹島三聯(lián)供系統(tǒng)原理圖供電供電太陽能供電太陽能供電大型發(fā)電機大型發(fā)電機供電余熱備用冷卻發(fā)電機生活熱水!余熱備用鍋爐余熱機組供熱湖水制冷冷卻制冷采暖制冷冷卻!供電余熱備用冷卻發(fā)電機生活熱水!余熱備用鍋爐余熱機組供熱湖水制冷冷卻制冷采暖制冷冷卻!供電供冷供熱熱源t!熱泵機組供冷供熱熱源t!熱泵機組蓄熱水槽蓄熱水槽蓄冰槽蓄冰槽一、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)二、冷熱電聯(lián)供三、分布式綜合能源系統(tǒng)未來，在以清潔能源為主導(dǎo)，以電為中心的能源發(fā)展格局下，電網(wǎng)將成為能源配置的主要載體。全球清潔能源的分布很不均衡，北極和赤道附近地區(qū)和各洲內(nèi)的大型水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電基地，大多數(shù)離負(fù)荷中心有數(shù)百至數(shù)千千米，因此構(gòu)建電網(wǎng)從能源基地向負(fù)荷中心輸電，即是最經(jīng)濟的能源配置方式。隨著全球能源的大規(guī)模開發(fā)，電網(wǎng)覆蓋將進(jìn)一步擴大至全球，形成全球廣泛互聯(lián)的能源網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點：實現(xiàn)了分布式電源管理，提高了供電可靠性和經(jīng)濟性。缺點：能源利用效率低，大量余熱被浪費。優(yōu)點：能源利用效率高，環(huán)境污染小。缺點：未實現(xiàn)能量使用更廣范圍的優(yōu)化配置，在某些運行場景下會造成多余熱能的浪費。到2050年建成由跨國跨洲特高壓骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級智能電網(wǎng)構(gòu)成的全球能源互聯(lián)網(wǎng)，連接“一極一道”（北極和赤道附近地區(qū)）和各洲大型清潔能源基地優(yōu)點：可實現(xiàn)能源在全球范圍內(nèi)的高效配置。運行氣象預(yù)測缺點：國家間的協(xié)調(diào)問題和能源地域分散問題難以解決，同時間歇性資源眾多運行氣象預(yù)測可再生可再生能效分析智能交通工業(yè)監(jiān)測智能用電分區(qū)分層電網(wǎng)運行控制能效分析智能交通工業(yè)監(jiān)測智能用電分區(qū)分層電網(wǎng)運行控制 全景信息分析與預(yù)警英國：《英國2050年能源氣候發(fā)展路徑分析》英國：《英國2050年能源氣候發(fā)展路徑分析》（2010年）的報告認(rèn)為進(jìn)行多種能源間的協(xié)調(diào)和優(yōu)化——即進(jìn)行綜合能源系統(tǒng)建設(shè)，是實現(xiàn)減排目標(biāo)的根本保證。在具體實施方面，英國政府重點關(guān)注風(fēng)能、核能及智能電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，智能電網(wǎng)受到高度重視。德國德國：2010.9.7發(fā)布德國能源構(gòu)想草案，報告特別強調(diào)能源供應(yīng)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)和配合，并計劃于2011年由政府啟動一個全面的綜合能源研究計劃，研究重點包括可再生能源、能源效率、能源儲存、電網(wǎng)技術(shù)及能源供應(yīng)鏈中的可再生能源整合等。法國：法國：法國傳統(tǒng)能源較稀缺，注重各能源協(xié)調(diào)發(fā)展和綜合利用，二戰(zhàn)后確立以發(fā)展核電為主的國家能源戰(zhàn)略。近年來主要注重能源階梯利用和發(fā)展各種可再生能源。西班牙：西班牙：主要利用綜合能源技術(shù)實現(xiàn)可再生能源的規(guī)?；_發(fā)利用。丹麥丹麥：在發(fā)展綜合能源技術(shù)時，主要注重新能源開發(fā)和利用，希望在2050年徹底擺脫對化石能源的依賴，同時CO2減排1990年的80-95%。中國：中國：由于資源分布比較分散，因此因地制宜對可再生能源進(jìn)行開發(fā)利用。西南部水力資源豐富，主要以發(fā)展水電為主；三北地區(qū)風(fēng)電資源豐富，主要以發(fā)展風(fēng)電為主，而西北地區(qū)太陽能資源比較豐富，該區(qū)域主要以光伏發(fā)電為俄羅斯俄羅斯：在發(fā)展綜合能源技術(shù)時，主要注重風(fēng)能和水能的利用，同時加強和中亞一些國家的能源合作，實現(xiàn)能源互補。儲能技術(shù)：儲能技術(shù)：電網(wǎng)技術(shù)：特高壓技術(shù)：特高壓技術(shù)是當(dāng)年世界電網(wǎng)技術(shù)的制高點，中國自2004年全面開始發(fā)展特高壓以來，在技術(shù)和裝備等方面取得了重要突破，實現(xiàn)了“中國制造”和“中國引領(lǐng)”。全球互聯(lián)是建立在各國堅強電網(wǎng)的基礎(chǔ)上的，因此特高壓技術(shù)對跨國輸電的意義更加重大。智能電網(wǎng)技術(shù)：中國在智能電網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)控、系統(tǒng)運行、智能互動和通信信息等技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全面突破。智能電網(wǎng)技術(shù)提升了電力系統(tǒng)運行的適應(yīng)性和互動性，為開展綜合能源系統(tǒng)提供了堅實的基礎(chǔ)。是世界上最早開展特高壓輸電技術(shù)研究的國家之一，蘇聯(lián)是世界上最早開展特高壓輸電技術(shù)研究的國家之一，蘇聯(lián)但90年代后，由于蘇聯(lián)解體等因素，很多特高壓工程為了滿足經(jīng)濟和能源發(fā)展的需求，更加關(guān)注電力1988年開始建設(shè)計劃向東京送點的1000千伏特高壓全球能源互聯(lián)？全球能源互聯(lián)？微電網(wǎng)？的能源互聯(lián)仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，而微電網(wǎng)雖然可以實現(xiàn)可再生能近期未來能源系統(tǒng)將發(fā)展將以分布式單元（冷熱電源、負(fù)荷、儲能）為核心，包含多個微網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)電、冷、熱多種能源綜合利用的分布式綜合能源系統(tǒng)。其特點是能源利用率高、用能可靠性高、環(huán)境污染小。智能小區(qū)截止至2014年底，國家電網(wǎng)公司在北京、上海等地已建成28個智能小區(qū)，服務(wù)平臺已覆蓋28.7萬用戶。節(jié)能降耗、提高能效和減排最大化利用分布式能源滿足多樣性用能需求提高抗災(zāi)能力、應(yīng)急供能和自愈能力2233445