發布時間：2020-12-25所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：環境污染和能源供應問題已經成為制約我國經濟可持續發展的一個重要瓶頸，而分布式能源是一種集經濟、節能和環保等優勢于一體的新型能源供應方式，是解決當前環境污染和能源供應問題最有效的途徑之一。本文主要圍繞分布式能源發展的可行性和必要性、發
摘要：環境污染和能源供應問題已經成為制約我國經濟可持續發展的一個重要瓶頸，而分布式能源是一種集經濟、節能和環保等優勢于一體的新型能源供應方式，是解決當前環境污染和能源供應問題最有效的途徑之一。本文主要圍繞分布式能源發展的可行性和必要性、發展前景以及分布式能源的控制方式展開研宄，重點對微電網進行詳細闡述。通過對分布式能源的理論研究，為分布式能源的實踐應用打下良好的理論基礎，對分布式能源的實踐應用具有重要的現實意義。
關鍵詞：能源;分布式能源;前景;現實;意義;
0 緒論
當今社會的發展和人類文明的進步都離不開能源的支撐，能源的開發利用是人類文明進步的基礎，也是社會發展的基本條件，對能源的合理開發與有效利用是人類社會持續發展的重要保證。
1 分布式能源
目前，對分布式能源仍然還沒有一個精準的定義，一般采用美國或者歐洲國家對分布式能源系統的定義。美國能源部對分布式能源系統的定義：產生或儲存電能的系統，通常位于用戶附近，包括燃氣輪機發電、內燃發電機組、太陽能或風能發電系統、燃料電池、光伏電池、生物質能發電以及生產能量的存儲與控制的技術發電[2]。分布式能源發電系統既可獨立運行工作，也可選擇并入電網與協同工作，其能源站的發電量通常比較小。分布式能源系統由發電設備、余熱利用設備、管道連通系統和智能控制系統四部分組成。其中，發電設備可以是內燃發電機、燃氣輪機或燃料電池以及與汽輪機聯合發電裝置中的一種或多種;余熱利用設備一般有溴化鋰吸收式冷熱水機組或除濕裝置。分布式能源系統的運行原理是：通過燃料燃燒的高品位的蒸汽或燃氣帶動發電機發電或利用燃料電池等其他技術供應電力，燃料燃燒發電后的余熱進行二次利用，對余熱利用設備提供熱量來源，對附近建筑提供電力、冷量、熱量等能源供應，從而實現分布式能源發電。
2 分布式能源發展的可行性和必要性
2.1 發展的可行性
分布式能源是一種綜合效率最高的能源利用方式，其獨立運行模式特別適合大電網不能覆蓋地區的單獨供電情況，既能夠降低供電成本，也可以緩解當地的能源貧困問題;其能效高、損耗小和經濟性好等優點在實際生產中，輸配電損耗顯著降低，具有明顯的經濟優勢;分布式能源可以將能源利用率提升一倍以上，不僅能滿足經濟發展對能源需求的增加，還可以改善我國傳統能源結構;帶動相關設備制造技術并推動機械工業的創新發展，形成相關產業鏈，促進世界資本流動，成為未來世界經濟的新增長點;發展分布式能源更加有利于推廣清潔能源和可再生能源，滿足我國節能減排和環境保護的需要。
2.2 發展的必要性
分布式能源站是一個相對獨立的能源供應系統，它可以通過與大電網的互補而幫助電網解決供電的安全性問題，大大增強電網供電可靠性。如果與電網配合供電，其供電可靠性將會進一步提高，一些災難性后果可以直接避免。通過綜合統計分析分布式能源綜合利用率，得出分布式能源電站發電的成本價格為0.4~0.5元，其經濟效益遠優于傳統的供電方式。其清潔化程度極高，可極大緩解我國乃至世界各國低碳減排壓力，是我國乃至世界各國發展清潔能源和綠色能源的最優選擇。
3 分布式能源發展前景
我國電網建設取得了長足的發展和進步，基本形成資源豐富地區集中發電，遠距離高壓輸配電的大型發電網絡[3]。
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基于分布式發電技術的微電網系統是智能電網的重要組成部分。它以分布式發電裝置、分布式儲能裝置為主體，運用先進的測控和控制技術，形成一個獨立的電能應用系統，可以實現故障診斷和自愈，實時監控、數據分析等功能，并可根據需要將運行狀態設置為并網運行和獨立運行兩種，既可為微電網區域內用戶提供高質量電能，又可將多余電能輸送到大電網[4]。此外，微電網的兩個重要特征是緊緊圍繞全電網系統能量需求進行設計和向用戶提供多樣化電能質量的供電理念。微電網可以分擔大電網承受的電壓供應壓力，將用電負荷增長分散到各個獨立的微電網，化整為零，為用戶提供靈活、安全、可靠的電能，在從根本上改變了傳統電網應對負荷增長的方式，未來具有巨大發展潛力。
4 分布式能源控制方式
分布式電源通過接口逆變器接入電網，控制方法可以分為恒壓恒頻控制、恒功率控制和下垂控制三種控制方式。
4.1 恒壓恒頻控制
恒壓恒頻控制一般從控制結構微網中主控制單元的控制策略，提供孤島運行時微網的電壓和頻率支撐，保證系統的穩定運行[5]。恒壓恒頻控制的功能就是維持DG并網逆變器輸出電壓和頻率的穩定，不主動控制輸出功率而是隨負荷的變化而變化。采用恒壓恒頻控制方式一般在直流側并聯儲能裝置，維持直流電壓恒定。
4.2 恒功率控制
恒功率控制在分布式發電并網逆變器中應用廣泛，技術也比較成熟。該控制策略主要按照調度指令輸出恒定有功功率和無功功率，或基于最大功率點跟蹤技術輸出最大捕獲功率，前一種模式一般用于可調度的具有儲能裝置的并網逆變器，如鋰電池、飛輪儲能等，后一種模式一般用于不可調度的基于可再生能源的并網逆變器，如風力發電、光伏并網發電等。該控制策略將有功功率和無功功率解耦，通過控制逆變器輸出的有功電流來維持輸出功率;通過控制逆變器輸出的無功電流來控制并網功率因數。
4.3 下垂控制
下垂控制是一種典型的對等控制方法，不需要通信聯系就能實現合理的負荷功率分配，更重要的是可以實現DG的即插即用，靈活方便地組網。下垂控制主要作為對等控制結構微網中DG的本地控制策略，在微網孤島運行時可充當電壓源的角色，但是這種電壓頻率的調節不是通過給定參考指令控制跟蹤實現的，而是通過與傳統發電機相似的頻率與有功功率、電壓幅值與無功功率之間的下垂特性來實現的。通過合理設計逆變器閉環控制器參數，使得逆變器輸出阻抗呈感性，力求使常規的下垂控制特性在低壓微網系統中同樣適用。
5 結論
分布式能源是未來社會發展的必然選擇，是解決能源短缺和環境問題的最佳途徑，也是人類能源可持續發展的必經之路。分布式能源系統因在經濟性、環保性、安全性、可操作性等方面的獨到優勢而具有廣闊的發展前景，未來我國將會迎來一個分布式能源發展的高峰期，分布式能源發展的大趨勢已不可逆轉。——論文作者：李宗香，回金一
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