综合能源系统参考文档

东南大学电气工程学院分布式综合能源系统一、分布式发电与微电网二、冷热电联供三、分布式综合能源系统风能能的技术。如:风能能的技术。如:太阳能天然气分布式太阳能天然气分布式能源海洋能生物质其他优点：可利用丰富的清洁和可再生能源。缺点：一些可再生能源具有间歇性和随机性。n2008年美国能源部开展了“20%风能目标可行性研究”，认为2030n通过提供度电补贴的方式鼓励风电发展。一种形式是直接固定上网电n出台了《中华人民共和国可再生能源法》，建立包含优先上网、标杆2000~2013（全球风能理事会）（欧洲光伏工业协会）2013年全球风电装机容量居前十的国家基本情况1234567892013年全球光伏装机容量居前十的国家基本情况123456789资料来源：全球风能理事会，AnnualMarketUpdate2013，全球新能源发展报告2014河北张北国家风光储输示范工程甘肃酒泉风电基地青海格尔木光伏发电基地浙江海宁分布式光伏发电分布式可再生能源发电比例逐步提高（德国乌帕塔尔气候环境与能源研究院&德国西门子研究中心）输电高压配网中压配网低压配网0.4KVGGGG↓负荷↓负荷负荷负荷以分布式电源（DG）为单元优点：接入方便，运行简单缺点：n系统故障退出运行n间歇性影响周边用户n能源综合优化困难n对电网运行调度提出了挑战上述缺点已制约了DG的发展需要新的技术来解决分布式发电的高效利用问题！！（微电网）微网优势：n实现多种能源综合互补利用n保障重要负荷的持续供电n解决偏远地区的供电问题n提高供电可靠性和电能质量配电变压器燃气轮机燃气轮机内燃机燃气轮机燃气轮机飞轮储能飞轮储能燃料电池燃料电池1212v的代表性的基础项目相关技术美国Madriver微电网美国第一个微电网示范性工程美国电力可靠技术解决方案协会美国著名微网研究机构，于2006年开始进行微电网的示范工程夏威夷等洁净能源计划可再生能源发电技术欧盟国家欧盟科技框架计划第5框架计划（1998-2002）开始资助微电网的、研究，第6框架计划（2002-2006）研究对象发展到多个微电网的并列运行MICROGRID计划微电网运行与控制技术等青森县微电网示范工程全部采用可再生能源（风能、太阳能和生物质能）供给电能和热能新能源产业技术综合开发机构NEDO于2003年启动可再生能源的地区配电网项目，建立了3个微电网示范工程微网组成示范目的示范目的示范目的美国微网示范工程—NREL美国微网示范工程美国微网示范工程—NREL微网组成微网组成美国微网示范工程—Madriver美国微网示范工程—Madriver荷兰的Zutphen荷兰的Zutphen度假村，荷兰首个微网项目微网组成：u335kW光伏，蓄电池u提供200幢别墅电力示范目的：•联网联网孤岛自动切换•黑启动能力•维持孤岛运行24小时•蓄电池智能充放电管理微网组成：微网组成：•动态电压调节器日本微网示范工程—日本微网示范工程—Sendai示范目的：•供电质量分为A，等级，通过上层调度管理，实现不同等级供电质量1舟山东福山岛：并网型微网工程，可实现并网/孤网的切换，含1530kW光伏及铅蓄储能30kW光伏及铅蓄储能2南京：离网型微网工程，含210kW风电、100kW光伏、200kW柴发、海水淡化装置及铅蓄储能系统。南麂离网型微网综合示范工程现状南麂是联合国教科文组织世界生物圈保护区和国家级海洋自然保护区，是中国唯一的世界级贝类保护区。由于远离大陆，常年用电紧张，尤其是现阶段完全依靠柴油发电，不符合建设生态海岛、环保海岛的主题要求。南麂离网型微网综合示范工程海洋能发电100kW光伏发电500kW风力发电11*100kW电动汽车充换电站（兼储能）柴油机发电1.1MW特点特点南麂微网综合示范工程是一个可靠性要求高，分布式电源种类多样的复杂离网型微网系统，可对微网设计方法、控制保护策略、能量管理方法、优化运行策略及评价指标体系综合进行测试与验证。鹿西并网型微网综合示范工程储能电站光伏发电500kW储能电站风力发电1.2MW柴油机发电1.2风力发电1.2MW柴油机发电1.2MW浙江鹿西微网综合示范工程为并网型综合微网示范工程，可实现微网并网与孤网两种模式的灵活切换，同样可以对微网设计方法、控制保护策略、能量管理方法、优化运行策略及评价指标体系综合加以测试与验证。东南大学江苏省智能电网技术与装备重点实验室一、分布式发电与微电网二、冷热电联供三、分布式综合能源系统冷热电联供型微电网是一种以联供设备为核心，包含多个分布式单元（发电、负荷、储能、蓄热等存在多元能量平衡的微电网形态。具有能源利用率高、供电可靠性高、环境污染小、调度灵活等特点。通过对余热的回收利用，多联供能够实现对一次能源的高效利用，单位能源的产出效益从40%提高到85%以上。美国美国欧盟•1999•1999年提出“CCHP创意”和“CCHP2010年纲领”•到2020年，50%新建商用、写字楼类建筑及15%现有商用、写字楼类建筑将采用燃气分布式能源联供系统热电联供系统为热源的区域供热系统是仅次于燃气、热电联供系统为热源的区域供热系统是仅次于燃气、电力的第三大公益事业大型建筑物空调有七成以上采用吸收式制冷机•成立COGENEurope组织，11%的市场占有率•丹麦，分布式联供系统占电力市场的比例超过60%•德国，预计到2020年，德国联供系统的市场份额将从目前的12.5%增加至25%••2010年中国燃气冷热电三联供系统装机容量达到400万千瓦，其中中小型分布式冷热电三联供装机容量超过250万千瓦到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机规模达到5000万千瓦联供设备燃料电池型热电联供微电网结构微型燃气轮机型热电联微电网结构燃料电池型热电联供微电网结构微型燃气轮机型热电联微电网结构包括东京瓦斯大楼、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产生0.78Mpa蒸汽和7℃冷水东京世贸中心大厦东京世贸中心大厦燃气轮机1500kW；余热蒸汽锅炉4.6t/h；蒸汽轮机90kW驱动燃气压缩机；太阳能发电80kW可作燃气轮机的启动电源；吸收式制冷机利用蒸汽轮机排热；压缩式制冷机补充制冷；清华科技园A-02蟹岛三联供能源中心蟹岛三联供能源中心蟹岛三联供系统原理图供电供电太阳能供电太阳能供电大型发电机大型发电机供电余热备用冷却发电机生活热水!余热备用锅炉余热机组供热湖水制冷冷却制冷采暖制冷冷却!供电余热备用冷却发电机生活热水!余热备用锅炉余热机组供热湖水制冷冷却制冷采暖制冷冷却!供电供冷供热热源t!热泵机组供冷供热热源t!热泵机组蓄热水槽蓄热水槽蓄冰槽蓄冰槽一、分布式发电与微电网二、冷热电联供三、分布式综合能源系统未来，在以清洁能源为主导，以电为中心的能源发展格局下，电网将成为能源配置的主要载体。全球清洁能源的分布很不均衡，北极和赤道附近地区和各洲内的大型水电、风电、太阳能发电基地，大多数离负荷中心有数百至数千千米，因此构建电网从能源基地向负荷中心输电，即是最经济的能源配置方式。随着全球能源的大规模开发，电网覆盖将进一步扩大至全球，形成全球广泛互联的能源网络。优点：实现了分布式电源管理，提高了供电可靠性和经济性。缺点：能源利用效率低，大量余热被浪费。优点：能源利用效率高，环境污染小。缺点：未实现能量使用更广范围的优化配置，在某些运行场景下会造成多余热能的浪费。到2050年建成由跨国跨洲特高压骨干网架和各国各电压等级智能电网构成的全球能源互联网，连接“一极一道”（北极和赤道附近地区）和各洲大型清洁能源基地优点：可实现能源在全球范围内的高效配置。运行气象预测缺点：国家间的协调问题和能源地域分散问题难以解决，同时间歇性资源众多运行气象预测可再生可再生能效分析智能交通工业监测智能用电分区分层电网运行控制能效分析智能交通工业监测智能用电分区分层电网运行控制 全景信息分析与预警英国：《英国2050年能源气候发展路径分析》英国：《英国2050年能源气候发展路径分析》（2010年）的报告认为进行多种能源间的协调和优化——即进行综合能源系统建设，是实现减排目标的根本保证。在具体实施方面，英国政府重点关注风能、核能及智能电网的协调发展，智能电网受到高度重视。德国德国：2010.9.7发布德国能源构想草案，报告特别强调能源供应系统之间的协调和配合，并计划于2011年由政府启动一个全面的综合能源研究计划，研究重点包括可再生能源、能源效率、能源储存、电网技术及能源供应链中的可再生能源整合等。法国：法国：法国传统能源较稀缺，注重各能源协调发展和综合利用，二战后确立以发展核电为主的国家能源战略。近年来主要注重能源阶梯利用和发展各种可再生能源。西班牙：西班牙：主要利用综合能源技术实现可再生能源的规模化开发利用。丹麦丹麦：在发展综合能源技术时，主要注重新能源开发和利用，希望在2050年彻底摆脱对化石能源的依赖，同时CO2减排1990年的80-95%。中国：中国：由于资源分布比较分散，因此因地制宜对可再生能源进行开发利用。西南部水力资源丰富，主要以发展水电为主；三北地区风电资源丰富，主要以发展风电为主，而西北地区太阳能资源比较丰富，该区域主要以光伏发电为俄罗斯俄罗斯：在发展综合能源技术时，主要注重风能和水能的利用，同时加强和中亚一些国家的能源合作，实现能源互补。储能技术：储能技术：电网技术：特高压技术：特高压技术是当年世界电网技术的制高点，中国自2004年全面开始发展特高压以来，在技术和装备等方面取得了重要突破，实现了“中国制造”和“中国引领”。全球互联是建立在各国坚强电网的基础上的，因此特高压技术对跨国输电的意义更加重大。智能电网技术：中国在智能电网设备的监控、系统运行、智能互动和通信信息等技术领域实现了全面突破。智能电网技术提升了电力系统运行的适应性和互动性，为开展综合能源系统提供了坚实的基础。是世界上最早开展特高压输电技术研究的国家之一，苏联是世界上最早开展特高压输电技术研究的国家之一，苏联但90年代后，由于苏联解体等因素，很多特高压工程为了满足经济和能源发展的需求，更加关注电力1988年开始建设计划向东京送点的1000千伏特高压全球能源互联？全球能源互联？微电网？的能源互联仍然是一个巨大的挑战，而微电网虽然可以实现可再生能近期未来能源系统将发展将以分布式单元（冷热电源、负荷、储能）为核心，包含多个微网结构，可实现一定区域内电、冷、热多种能源综合利用的分布式综合能源系统。其特点是能源利用率高、用能可靠性高、环境污染小。智能小区截止至2014年底，国家电网公司在北京、上海等地已建成28个智能小区，服务平台已覆盖28.7万用户。节能降耗、提高能效和减排最大化利用分布式能源满足多样性用能需求提高抗灾能力、应急供能和自愈能力2233445