分布式发电技术和它在我国的发展的探究(1)

摘要：分布式发电因其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等特点，曰益普遍地与大电网联合运行，给现代电力系统运行与控制带来巨大的变化。在介绍各种分布式发电方式及其运行方式基础上, 讨论了中国发展分布式发电的必要性和前景。

Abstract：The distributed generation(DG)possesses the following advantages：saving

investment，flexibility and compatibility.The joint operation of DG with power grid brings tremendous variation in control and operation for modern power system.The paper reveals the necessity and prospect of distributed power generation in China on the basis of various distributed power generation modes and their operation.

Key Words: Distributed power generation isolated operation interconnected power operation necessity

分布式发电技术[ 1～ 5 ] 是一种新型的、很有发展大电网”。但近年来随着技术的发展、人们对环境及前途的发电和能源综合利用方式, 因此分布式发电的概念一经提出就得到了各国研究人员的广泛关注。分布式发电技术到目前为止并没有一个统一的、严格的定义, 但有以下几个共同的特点: ① 规模不大且分布在负荷附近; ② 满足一些特殊用户的需求、支持已有配电网的经济运行; ③ 未经规划的或非中央调度型的电力生产方式; ④ 能源利用效率较高或利用可再生能源发电等[ 1～ 3 ] 。

下面对各种分布式发电技术及其运行方式进行探究, 并且在此基础上展望中国发展分布式发电技术的前景。

1 分布式发电技术

电力工业对于发电机组容量的传统观点是: 容量越大效率越高, 单位千瓦投资越低, 发电成本也越低。因此,电力工业的发展方向是“大机组、大电厂和大电网”。但近年来随着技术的发展、人们对环境及能源供应安全性的不断关注, 分布式发电技术得到了广泛的研究。

( 1) 往复式发动机技术

用于分布式发电的往复式发动机以汽油或柴油为燃料。此种发电方式并不是一种全新的形式, 近几十年来, 在许多重要的行业和场所, 如部分医院和学校, 就常常把柴油发电机作为停电期间使用的事故备用电源。

(2) 微型燃气轮机技术

微型燃气轮机是指以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机。其发电效率可达 30% , 如实行热电联产, 效率可提高到 75% 。微型燃气轮机的特点是体积小、质量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单。

(3) 燃料电池技术

燃料电池是一种在等温状态下直接将化学能转变为直流电能的电化学装置。燃料电池工作时, 不需要燃烧, 是直接将燃料天然气、煤制气、石油等中的氢气借助于电解质与空气中的氧气发生化学反应, 在生成水的同时进行发电。在获得电能的过程中, 副产品仅为热、水和少量二氧化碳等。

(4) 太阳能发电技术

太阳能的转换和利用方式有光热转换、光电转换和光化学转换等。目前, 技术比较成熟的、应用广泛是太阳能光伏发电技术, 即光电转换。太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能。光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点。

(5) 风力发电技术

风能是指太阳幅射造成地球各部分受热不均匀, 引起各地温差和气压不同, 导致空气运动而产生的能量。风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术。近年来, 风力发电技术进步很快, 技术已很成熟。

(6) 生物质能发电技术

生物质能来源于生物质。生物质能发电是首先将生物质转化为可驱动发电机的能量形式如燃气、燃油、酒精等 , 再按照通用的发电技术发电。

(7) 小水电技术

小水电通常是指小水电站及与其相配套的小电网的统称。小水电的开发方式, 可分为引水式、堤坝式、混合式和抽水蓄能式 4 种。

(8) 海洋能发电技术

海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水温差能和海水盐差能等不同的能源形态。目前, 海洋能发电多数处在实验阶段, 比较成熟的是潮汐能发电技术。潮汐能发电和水力发电厂相似, 就是利用海水涨落及其所造成的水位差来推动水轮机, 再由水轮机带动发电机来发电。

(9) 地热发电技术

地热能是来自地球深处的可再生热能, 它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术, 其和火力发电的基本原理是一样的, 都是将蒸汽的热能经过汽轮机转变为机械能, 然后带动发电机发电。所不同的是, 地热发电不像火力发电那样要具有庞大的锅炉, 也不需要消耗燃料。

以上介绍的9 种发电方式中的 4 ～ 9都是利用可再生能源进行发电的。而 2和 3 可以通过采用冷热电联产技术来获得很高的效率。

为了提高能源利用率和改善系统的热经济性, 在分布式发电中往往加入储能装置。分布式发电中的储能技术主要有: 蓄电池储能、超导储能、超级电容器储能、飞轮储能、压缩空气储能和抽水蓄能等[ 5 ] 。分布式发电技术和储能技术合称为“分布式电源”。

2 分布式发电的运行方式

分布式电源与电力系统之间存在如下的4 种方式: 方式 1 为分布式电源独立运行向附近的用户供电; 方式 2 是分布式电源独立运行, 但在分布式电源与当地电网之间有自动转换装置; 方式 3 是分布式电源与系统并联运行, 但分布式电源对当地电网无输出; 方式 4 为分布式电源与系统并联运行且向当地电网输出电能 [ 1 ] 。不同的运行方式具有不同的特点。