分布式发电及微电网应用技术
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1.1 分布式发电的基本概念

到目前为止,国内外还没有分布式发电(Distributed Generation, DG)统一的和严格的定义。由于这种发电技术正处于发展期,因此在概念和名称术语叙述和采用上尚未完全统一。CIGRE欧洲工作组WG37-33将分布式电源定义为:不受供电调度部门的控制、与77kV以下电压等级电网联网、容量在100MW以下的发电系统。英国则采用“嵌入式发电”(Embedded Generation)的术语,但文献中较少使用。此外,有的国外文献和教科书将容量更小、分布更为分散的(如小型户用屋顶光伏发电及小型户用燃料电池发电等)称为分散发电(Dispersed Generation)。本教程所采用的DG和DR的术语,与IEEE1547-2003《分布式电源与电力系统互联》中的定义相同。

分布式发电通常是指分散安装在用电负荷附近,或满足电网运行要求接入配电网,出力在几十千瓦到几十兆瓦的中小型发电形式。分布式发电也称为分散式发电或分布式供能。分布式电源(Distributed Resource, DR)是指分布式发电与储能装置(Energy Storage, ES)的联合系统(DR=DG+ES)。它们的规模一般都不大,所用的能源包括天然气(含煤气、沼气)、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源,而储能装置主要为蓄电池,还可能采用超级电容、飞轮储能等。此外,为了提高能源的利用效率同时降低成本,往往采用冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power, CCHP)的方式或热电联产(Combined Heat and Power, CHP或Co-generation)的方式。因此,国内外也常常将冷、热、电等各种能源一起供应的系统称为分布式能源(Distributed Energy Resource, DER)系统,而将包含分布式能源的电力系统称为分布式能源电力系统。由于能够大幅提高能源利用效率、节能、多样化地利用各种洁净能源和可再生能源,未来分布式能源系统的应用将会越来越广泛。分布式发电直接接入配电系统(380V或10kV配电系统,一般低于66kV电压等级)并网运行较为多见,但也有直接向负荷供电而不与电力系统相连,形成独立供电系统(Stand-alone System),或形成所谓的孤岛运行方式(Islanding Operation Mode)。采用并网方式运行,一般不需要储能系统,但采取独立(无电网孤岛)运行方式时,为保持小型供电系统的频率和电压稳定,储能系统往往是必不可少的。

目前,分布式发电的概念常常与可再生能源发电和热电联产的概念发生混淆,有些大型的风力发电和太阳能发电(光伏或光热发电)直接接入输电电压等级的电网,则称为可再生能源发电而不称为分布式发电;有些大型热电联产机组,无论其为燃煤机组或燃气机组,它们都直接接入高压电网,进行统一调度,属于集中式发电,而不属于分布式发电。