分布式发电(1).ppt

,布式能发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。分布式电源通常接入中压或低压配电系统，并会对配电系统产生广泛而深远的影响。传统的配电系统被设计成仅具有分配电能到末端用户的功能，而未来配电系统有望演变成一种功率交换媒体，即它能收集电力并把它们传送到任何地方，同时分配它们。因此将来它可能不是一个‘配电系统’而是一个‘电力交换系统Powerdeliverysystem’。分布式发电具有分散、随机变动等特点，大量的分布式电源的接入，将对配电系统的安全稳定运行产生极大的影响。,分布式发电的基本概念,分布式发电DG或分布式能源DER是一种分散、非集中式的发电方式，通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦（也有的建议限制在30～50兆瓦以下）的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元具有以下特点接近终端用户容量小（几十kW至几十MW）以孤立方式或与配电网并网方式，运行在380V或10kV或稍高的配电电压等级上一般低于66kV采用洁净或可再生能源,例如以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电（光伏电池、光热发电）、风力发电、生物质能发电等,世界平均单机容量发展趋势,技术越来越大，但是到了100万以后就达到极限了，由于分布式发电起来以后，单机容量非常小，平均单机容量有一个下降的趋势,,布式能发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。分布式电源通常接入中压或低压配电系统，并会对配电系统产生广泛而深远的影响。传统的配电系统被设计成仅具有分配电能到末端用户的功能，而未来配电系统有望演变成一种功率交换媒体，即它能收集电力并把它们传送到任何地方，同时分配它们。因此将来它可能不是一个‘配电系统’而是一个‘电力交换系统Powerdeliverysystem’。分布式发电具有分散、随机变动等特点，大量的分布式电源的接入，将对配电系统的安全稳定运行产生极大的影响。,分布式发电与集中式发电,分布式发电的类型,燃气轮机内燃机燃料电池太阳能发电风能发电生物质能发电,发展分布式发电的重要意义,经济能源合理梯级利用提高能源利用效率（60-90）节能，投资回报率高、降低成本和投资，就近供电，减少网损环保减轻环保压力（排放总量减少、减少征地及线路走廊、减少高压电磁污染）能源多个电源，多种燃料，可为用户同时提供多种能源（电、热、冷），解决能源危机和能源安全问题，可利用可再生能源安全及可靠性调峰问题（与燃气互补）、备用问题，提高供电可靠性和供电质量，防止大面积停电事故的发生，防灾害（战争、地震、恐怖活动）电力市场适应电力市场发展需要，打破垄断投资风险降低大型电站建设投资风险扶贫解决边远地区供电困难,分布式发电的发展现状,美国、日本、欧洲发展较快DG装机量在发电装机总量上所占比例美国7.8、日本13.4、法国6.6、英国6.2其他国家所占比例一般在5以下，如阿根廷2.1、巴西3.9、印度4.6,分布式发电的发展现状,美国2001年颁布了“关于分布式电源与电力系统互联的标准草案”通过了有关法令让部分分布式发电上网运行跟据美国分布式电力联盟DPCA的估计，未来20年，DG新增发电容量将达到35GW；根据美国电力研究院（EPRI）估计，2010年DG的市场可达2.5-5GW/年；在今后10-15年，DG发电量将占总发电量10-20,分布式发电的发展现状,日本芝浦地区CHP实例介绍包括东京瓦斯大楼、东芝大楼、靠海大楼4台燃气轮机，装机容量4400KW区域性热电冷三联供系统,分布式发电的发展现状,分布式发电的发展现状,国内分布式发电的发展现状CCHP,分布式发电的发展现状,分布式发电的发展现状,典型CCHP效率,分布式发电与可再生能源发电,大型气体发电发电,可再生能源发电,热电联产,①小风电、小型太阳能光伏发电②生物质能发电③燃天然气的分布式发电④地热发电⑤油田天然气发电、煤层气发电、焦炉煤气发电⑥大规模太阳能光伏发电、大风电、水电、⑦大型燃煤热电厂、大型燃天然气热电厂,分布式可再生能源发电,并网光伏建筑一体化,①光伏电池②保护装置③电路④逆变器⑤电网接口,分布式发电的并网,AreaEPS区域电力系统PCC公共联结点DR分布式资源Load负荷,分布式发电的并网,分布式发电并网对电能质量的影响,电压调整负荷潮流变化大，使馈线上的电压幅值发生变化，调整和维持困难，搞不好电压反而可能超标如是电力电子型电源，电压调节和控制方式与常规方式不同（有功和无功可分别单独调节）DG的频繁启动使配电网电压常常发生波动对电压骤降，DG可能有用，也可能无用，对装在DG母线侧的可能有用，对装在邻近母线侧的用户可能无用在不作变化的情况下，配电馈线上倒底能装多少DG，主要取决于电压调节性能在分布式电源为风电的情况下，电源需要从电网吸收无功，且随时波动，使电压调节变得困难,分布式发电并网对电能质量的影响,电压闪变并网时一般不会发生闪变，孤岛运行时如储能元件能量太小，易发生电压闪变电压不平衡如果是电力电子型电源，逆变器的控制策略对网络不平衡电压会有影响谐波畸变和直流注入电力电子型电源易产生谐波，造成谐波污染，采用投切式PWM可使谐波降低，此外，如无隔离变压器而与电网直接相连，有可能向电网注入直流，使变压器和电磁元件出现磁饱和现象，并使附近机械负荷发生转矩脉动（torqueripple,分布式发电并网对继电保护的影响,配电网有大量的继电保护装置早已存在而不可能为了DG而改动，DG必须与之配合并适应它使重合闸不成功在系统故障时，DG的切除必须早于重合时间，否则会引起电弧的重燃，使重合闸不成功（快速重合闸0.2秒-0.5秒使保护区缩小当有DG的功率注入电网时，会使继电器原来的保护区缩小使继电保护误动作如继电器不具备方向敏感性能（原系统为放射型的，末端无电源，不会产生转移电流）则并联分支故障时，会引起本分支继电器的误动,分布式发电并网的短路电流问题,虽然许多情况下一般装有逆功率继电器，正常运行时不会向电网注入功率，但系统发生故障时，短路瞬间会有大电流注入电网，使配电网的开关短路电流超标，因此，大功率DG接入电网时，必须事先进行电网分析和计算,分布式发电并网的铁磁谐振问题,当DG通过变压器、电缆线路、开关等与配电网相连时，一旦配电网发生故障（如单相对地短路）而系统侧开关断开时，DG侧开关也会断开，如此时DG变压器未接负荷，变压器的电抗与电缆的大电容可能发生铁磁谐振而造成过电压，还能引起大的电磁力，使变压器发出噪音或使变压器损坏,分布式发电并网的变压器连接问题和接地问题,配电网侧和DG侧的故障传递问题DG的三次谐波传递到系统侧的问题DG侧保护继电器检测到系统侧的故障而动作过电压问题,分布式发电并网的孤岛运行问题,系统故障时的DG解列运行再连接时的同期问题,分布式发电并网的可靠性问题,大系统停电时有些DG的燃料会中断，或供给DG辅机的电源会失去，DG会同时停运，仍无法提高供电的可靠性，如要使DG始终保持运行必须有特殊的设计DG与配电网的继电保护配合不好，可能使继电保护误动作，反而使可靠性降低不适当的安装地点、容量和连接方式会使配网可靠性变坏,分布式发电并网的效益问题,使配电网设备闲置，导致成本增加，配电网效益下降使负荷预测更加困难,分布式发电技术应用的障碍,燃料问题天然气供应有一定局限价格问题天然气燃料成本较高，燃料电池的价格短期内不可能下降占地问题城市用地紧张，单独设站选址困难计量问题双向计量待解决效率问题只有在恰当的设计和应用下,才能保证一定的效率环保问题热岛效应，Nox的排放,分布式发电技术的发展方向,分布式发电系统规划和运行进行包括DG在内的配电网规划研究，DG在配电网中的优化安装位置及规模，DG对配电网的电能质量、电压稳定性、可靠性、经济性、动态性能等的影响；配电网应规划设计成方便DG的接入并使DG对其本身的影响最小,分布式发电技术的发展方向,控制和保护研究对大型DG的监控技术、包括DG在内的配电网新的能量管理系统DMS、将DG作为一种特殊的负荷控制和需求侧管理手段的技术、对配电网继电保护配置的影响及预防措施等,分布式发电技术的发展方向,电力电子技术新型的分布式发电常常需要大量应用电力电子技术，须研究具有电力电子型分布式电源的交流/直流变换技术、有功和无功的调节控制技术等,分布式发电技术的发展方向,数学模型和仿真技术建立DG本身及并网运行的稳态、暂态、动态的数学模型,开发相应的数字模拟计算机程序或实验室动态模型和仿真技术,分布式发电技术的发展方向,并网规程我国目前尚无分布式电源的并网规程和导则，应尽快加以研究并制定出相应的规程和导则，以利于DG的接入,,谢谢大家,