分布式发电与微网技术

分布式发电供能是指利用各种可用的分散存在的能源，包括可再生能源（如小型风能、太阳能、生物质能、小型水能、潮汐能等）和本地可方便获取的化石类燃料（主要指天然气）进行发电。分布式发电系统既可发电，也可供冷、供热，是一种能源的高效利用方式。与传统电源相比，分布式发电是清洁、高效的能源利用方式。与传统集中供电方式相比，发展分布式发电具有以下作用：

1）分布式发电是发展可再生能源的主要途径之一。和集中式大规模风力发电、光伏电站相比，分布式可再生能源发电同样重要，它可以根据当地的资源构成，因地制宜地发展本地可再生能源发电。

2）在靠近负荷的区域发展分布式发电可以降低输变电设备的投入。

3）降低尖峰负荷对整个电力系统的压力。

4）降低电力资产投资的风险。由于难以准确地预测远期的电力需求增长情况，为规避风险，电力公司往往不愿意投资大型的发电厂以及长距离超高压输电线路。此外，高压线路走廊的选择也比较困难。这都促使电力公司选择一些投资小、见效快的分布式电厂项目来就地解决供电问题。

然而，分布式发电技术的潜力尚未得到充分发挥。由于在目前的电网结构下，分布式发电改变了传统的发展方向，给电力系统的稳定运行增加了不确定因素，给电压调节、保护协调与能量优化带来很多问题。另外，分布式的可再生能源发电很难作为独立电源，往往需要配置油机、微小型燃气轮机或蓄电池等作为备用或补偿，或者直接接入电网，以电网作为能量支撑。随着分布式可再生能源发电的快速发展及其并网渗透率提高，给电网带来了越来越多的稳定性和电能质量问题，制约了可再生能源的进一步发展。(www.xing528.com)

为使分布式发电得到充分利用，微型电网应运而生。微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个具备自我协调运行的智能控制系统，能够实现能量互补、经济调度和优化管理。微网作为分布式发电的高级组织形式，将发电单元和负荷通过控制有效地组织在一起，既可以独立运行，也可以与大电网并联运行。微网通过有效的资源配置、系统规划和能量管理，可以提高分布式发电的能源利用效能和运行稳定性，实现分布式发电与大电网高效、安全、可靠地互补运行，已被视为分布式发电无缝集成到现有电力系统的重要组织方案和技术。通过微网合理的规划、组织、管理，能够使分布式发电对电力系统的负面影响最小化，并能使分布式发电的控制柔性发挥至最高。

从电网调度角度看，微网是电网中的一个可控电源或负载，它既可以从外电网获得能量，也可以向电网倒送电能。在微网中配备适宜的储能可以维持系统能量的瞬时平衡，以平抑风电、光伏等间歇式电源发电出力波动或负荷突变，或者克服微型燃气轮机和燃料电池等响应速度较慢，负荷跟踪能力较差等问题，从而提高可再生能源发电的稳定性和电能质量，并减少其并网运行时对电网的影响，尤其是高渗透率下的电网稳定性。此外，由于储能单元具有稳定的和持续的功率输出能力，可以在电网故障时作为微网的组网电源，为微网提供稳定的电压和频率，确保分布式电源和负荷的可靠工作。尤其值得关注的是，近年来各种新型储能技术如锂电池、液流电池、钠硫电池、超级电容器和飞轮储能等，在技术经济性上取得了长足的进步，同时它们也适宜于微网的储能应用。

对于负荷来说，不管微网是孤岛运行模式还是并网运行模式，都要求有频率恒定、电压稳定的电源。可是由于微网规模一般较小，系统惯性不大，当大功率的电力负荷投切时，微网的电压和频率波动十分明显，对整个微网系统的稳定运行造成一定影响。我们总是期望微网中的主发电设备（一般为同步发电机）始终工作在其额定容量下，但是微网系统的负荷量并非一直不变的，它会随时间和天气的变化而变化。为了满足高峰时的负荷供电，往往需要使用燃油、燃气的调峰电厂对高峰负荷用电进行调整。但现在燃料的价格很高，这种高峰调节方式费用昂贵。微网电压、频率稳定的问题在微网电源为光伏等可再生能源发电时更为突出。

储能系统可以有效地解决这个问题，即在负荷低落时储存分布式电源的多余电能，在负荷高峰时将储存的能量回馈给微网，以满足负荷和功率调节的需要。储能系统作为微网必要的能量缓冲环节，增大了系统的惯性，可以提高系统的电能质量，使整个微网系统稳定运行。它不仅避免了为满足负荷高峰期而额外安装的发电机组，同时充分利用了负荷低谷期系统的剩余发电量，避免了能量浪费。同时，储能系统还可以作为备用电源使用，提高了微网的供电可靠性。储能系统在微网中的作用日益重要。

可见，分布式发电是发展可再生能源的主要途径之一，而微网是分布式可再生能源发电的有效形式，可以控制分布式发电对电网的影响，使得微网成为电网的一个可控的发电单元或者负荷。而储能是微网的关键技术，未来随着微网规模的扩大必将带动适合微网的储能技术的发展。