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分布式能源系统的称谓与定义

来源:能源站    发布时间:2024-04-03 23:07:38

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  DR(Distributed Resources)是指利 用分散的能源资源的系统, ES(Energy Storage)指的是储能技术,包括电热冷的储 能,过去对于大能源系统的储能只是抽水 蓄能电站和天然气地下及地上储气库等。 随着分布式能源的发展,分布式的储能被 大范围的应用,而其逐步作为一种独立的能源 供应方式发展迅速。蓄电池在低谷蓄电, 高峰放电出售,在日本等地得到重视,既 能与分布式能源配套运行,也可以自成体 系成为家庭或公司的一种赚钱的营生,并 在电力供应中断后提供安全保障。目前大 力发展的电动汽车的蓄电池将成为未来电 力系统的重要组成部分,成为智能电网的 主要调节手段和安全保障元素。

  中国科学院 中国科学院工程热物理学家徐建中 院士最初给予的定义为:分布式供电是相 对于传统的集中式供电方式而言的,是指 将发电系统以小规模(数kW至50MW的 小型模块式),分散式的方式布置在用户 附近,可独立地输出电、热或(和)冷能 的系统。这个概念是从1978年美国公共事 业管理政策法公布后正式先在美国推广, 然后被其它先进国家接受的。当今的分布 式供电方式主要是指用液体或气体燃料的 内燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃 料电池。因其拥有非常良好的环保性能,分布 式供电与“小机组”已不是同一概念。与 常规的集中供电电站相比,分布式供电具 有以下优势:没有或很低输配电损耗;无 需建设变配电站,可避免或延缓增加的输 配电成本;适合多种热电比的变化,系统 可根据热或电的需求来做调节从而增加年 设备利用小时;土建和安装成本低;各电 站相互独立,用户可自行控制,不会发生 大规模供电事故,供电的可靠性高;可进 行遥控和监测区域电力质量和性能:非常

  国家发展改革委员会能源局在《关 于分布式能源系统有关问题的报告》中的 官方定义是:分布式能源是近年来兴起的 利用小型设备向用户更好的提供能源供应的新的 能源利用方式。与传统的集中式能源系统 相比,分布式能源接近负荷,不需要建设 大电网进行远距离高压或超高压输电,可 大幅度减少线损,节省输配电建设投资和运 行费用;由于兼具发电、供热等多种能源 服务功能,分布式能源可以轻松又有效地实现能 源的梯级利用,达到更高能源综合利用效 率。分布式能源设备起停方便,负荷调节 灵活,各系统相互独立,系统的可靠性和

  安全性较高; 此外,分布式 能源多采取天 然气、可再生 能源等清洁能 源为燃料,较 之传统的集中 式能源系统更 加环保。热电 联产是目前典 型的分布式能 源利用方式, 在发达国家已 得到广泛的推 广利用。

  国内对分布式能源称谓的统一 分布式能源在中国也是名出多家, 五花八门,最初叫“小型全能量系统”、 “小型热电冷联产”,后来有的称作“分 散电源”,也有的称之“分布发电”,还

  有的叫“用户能源系 统”,以及“需求侧能 源装置”等等。直到 2004年春天的一次关于 分布式能源发展的会议 上,中国科学院技术委 员会主任徐建中院士提 出,经过反复考虑,他 表示支持我的一个定名 建议,并希望大家统一 称谓,今后就使用“分 布式能源”,如果讨论 的是一个完整的综合能 源系统,或将多个相关 联的分布式能源作为一 个整体,大家使用“分 布式能源系统”。徐院 士的意见得到大家的一 直同意。对于这一称 谓,国家发展与改革委 员会2004年8月16日就 中国能源网CIO 韩晓平 发展分布式能源问题向

  的分布信息处理解决方案,显示了能源行 业受到互联网革命的启迪,暗喻了这些分 布在用户端的系统是相互联系或相互连接 的,更像一个网络化的能源系统。加入 Resources一词,反映了人们将阳光普照的可 再次生产的能源和发电的废热,以及其他分散化 的废弃资源的利用作为一种资源看待。这 种称呼主要应用在美国。

  “分布式能源”名称的确定 国外对于分布式能源的定义 在英文中,对分布式能源的称谓也是 各执己见,有称其为:DE(Decentralized Energy),主要是总部在欧洲的“世界分布 式联盟” WADE(World Alliance Decentralized Energy),这个联盟的前身是“国际热电联 产联盟”,美国也有大量企业参与其中,是 国际热电联产和分布式能源的联合国,中国 也是其主要会员国。Decentralized在英文中强

  场或附近。这样,便于实现更强大的就地 控制、更高效的余热利用,以达到节能与 降低污染排放的目的。分布式能源的一系 列技术包括:光电系统、燃料电池、燃气 内燃机、高性能燃气轮机和微燃机、热力 驱动的制冷系统、除湿装置、风力透平、 需求侧管理装置、太阳能(发电)收集装 置和地热能量转换系统。这些技术可以满 足不同用户的能量需求,包括:连续的电 能、备用电力、可移动电源、冷热电联供 和调峰电力等。分布式能源装置可以直接 安装在用户建筑物里,或建在区域能源中 心、能源园区或小型微型能源网络系统之 中或附近。分布式能源更突出在规模小、 相对独立,动力与燃料来源多样化,设备 和系统技术性能先进。热电联产顾名思义 是热和电同时产出的技术和系统。不分规 模大小,不管是否上网,不管建在何处。 因此,在小型热电联产系统上两者是有交 集的。但两者的含义并不等同。

  DG(Distributed Generation)是一个比 DE更早应用的词汇,主要指分散的小型发 电设备,在用户端发电。美国的电力公司 最早使用这样的词汇,将其视为一种电力 安全的保障手段,起源于用户应急发电机 并网供电,以保持电网安全多元化。1999 年前能源部国际合作司谢绍雄司长将这一 概念引入中国,提醒电力部门分散供电将 成为一种新的潮流,电网应该适应这种技 术变革。DP (Distributed Power)也是一种 称谓,它的意思与DG差不多,只是它不仅 涵盖发电,还包含了其他能量的回收利用。

  可再次生产的能源和蓄能设施。通过在需求现场 根据用户对能源的不同需求,实现“分配 得当,各得所需,温度对口,梯级利用” 式的供应能源,将输送环节的损耗降至最 低,对能源“吃光用尽”,从而实现能源 利用效能、效益的最大化和最优化。

  分布式能源是以资源、环境和经济效 益最大化为原则确定方式、容量和系统配 置,根据终端能源利用效率最优化确定分 布式能源系统的解决方案。分布式能源是 将用户多种能源需求,以及资源配置状况 进行系统整合优化,采用需求应对式设计 和模块化配置的新型能源技术。

  国务院总理同志行文汇报中,正式使 用了“分布式能源系统”一词,该报告题为 《关于分布式能源系统有关问题的报告》, 得到官方语言的认可。

  义也是“仁者见仁,智者见智”,专家们纷 纷给出自己的定义。分布式能源系统是受到 互联网革命影响的一个新生事物,其实人们 对于它的认识仅仅是一个开始,繁多的问题 难以认识到位,所以也很难给出一个准确 的,经得起时间考验的,并为多数人共识的 定义。比如,当年有人试图用“PC,电话 线网络和数字包交换技术”给予互联网一个 定义,今天似乎显得十分幼稚(PC已经被 各种各样的终端产品所代替,手机、电视 机、智能电器,未来的时代是一个“物联 网”时代),但是,我们又不得不给分布式 能源系统一个定义,哪怕是局限性的,否则 无法认清其概念,将难以推进其发展,从而 支持政策也无从落实。

  分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统,其典型代表有热 电冷联产,即通过协同优化,将发电后的余热用于采暖、制冷,将采 暖、制冷的余热来解决热水的供应……真正做到“物尽其用”。 无论是热电冷联产还是屋顶的太阳能光伏发电或燃料电池,这些都 恰好体现出分布式能源的独特之处:减少输配电成本;提高能源利用 率;实现资源、环境效益的最大化。

  对于分布式能源的称谓和定义问题大 家长期争论不休,各持己见,难以统一。 我们曾就此咨询过欧洲、美国和日本的业 内同行,各持说法也不一样。其实,称谓 和定义是什么似乎并不重要,关键是通过 这一技术达到了怎样的节能减排目标。本 文通过梳理国内外关于分布式能源的称谓 和定义的各方理解,旨在让读者进一步了 解分布式能源的内涵和特点及其发展的重 大意义。

  分布式能源采用先进的能源转换技 术,尽力减少污染物的排放,并使排放分 散化,便于周边植被的吸收。同时,分布 式能源利用其排放量小,排放密度低的优 势,可以将主要污染排放物和温室气体实 现资源化再利用,例如:向大棚排放气体 肥料。

  分布式能源依赖于最先进的信息 技术,采用智能化监控、网络化群控和 远程遥控技术,实现现场无人职守。同 时,也依赖于能源服务公司、需求侧管 理服务机制和能效电厂等节能机制为主 体的能源社会化服务体系,实现运行管 理的专业化,以保障各分布式能源系统 的安全可靠运行。

  调了分散化或非集中化的含义,而Energy强 调并非单一供电,能源就地供应的种类可 以是多样性的。但是,这个组织更加侧重 天然气为燃料的分布式能源,兼顾了燃煤 的热电联产,但对于中小水电等可再生能 源发电的行业覆盖不够。

  适合对乡村、牧区、山区、发展中区域及 商业区和居民区提供电力;大量减少了环 保压力。

  徐院士认为分布式供电的特点主要有: (1)供电能够完全满足特殊场合的需求;(2) 可以弥补大电网在安全稳定性方面的不足; (3)为能源的综合利用提供了可能;(4) 为可再次生产的能源的利用开辟了新的方向。

  清华大学 将一生精力投入到热力学研究的 清华大学热能系焦树建教授认为:分布 式电站是相对于传统的集中方式而言的 发电系统,它将规模较小的发电设备乃 至供热和制冷设备,以分散的方式布置 在用户附近。分布式电站没有或仅有很 低的输配电损耗;无需建立配电站,可 以减少输配电成本;适合多种热电比的 变化,可使系统根据热负荷或电负荷的 需求来做灵活的调节,有利于提高设备 的利用率;便于近距离地向用户供冷供 热,无需建立昂贵的运输管网,因而既 能节省投资费用,又能充分提高能源利 用效率,土建安装成本都能降低;各电 站互相独立,便于用户自行控制,不会 发生大规模的供电事故,因而供电可靠 性高;非常适宜于对商业区、居民区、 乃至机场和地铁站提高电力、供热和制 冷;在清洁燃料的前提下,即使在人口 稠密的城市地区,也能满足高标准环保 要求。 从事电力系统研究的清华大学电机系 朱守真教授则认为:分布式电源是一种直接 连接在配电网或者计量的用户侧的电源设 备。分布式能源:是指功率不大、小型模块 化、分布在负荷附近的清洁环保发电设施, 经济、高效、可靠地发电形式。分布式发电 的提出是为区别传统集中发电,远距离传 输,大联网的发电形式。分布式发电一般直 接安装在负荷所在的配电网络上。 中国能源网 实际上,在我们中国能源网看来, 所谓“分布式能源”是指分布安置在需求 侧的能源梯级利用,以及资源综合利用、

  世界分布式能源联盟 世界分布式能源联盟的定义:分布式 能源是分布在用户端的独立的各种产品和技 术。包括:(1)高效的热电联产系统,功 率在3kW-400MW,例如:燃气轮机,蒸 汽轮机、往复式内燃机、燃料电池、微型燃 气轮机、斯特林发动机;(2)分布式可再 生能源技术,包括:光伏发电系统、小水电 和现场生物能发电以及风力发电。它的意 义在于:(1)提高能源利用效率;(2)减 少输配电损失;(3)减少用户能源成本; (4)减少燃料浪费;(5)减少二氧化碳与 其他污染物的排放。 美国能源部 美国能源部的相关定义是:分布式能 源(也叫做分布式生产、分布式能量或分布 式动力系统)可在以下几个方面区别于集 中式能源。分布式能源是小型的、模块化 的,规模大致在kW至MW级;分布式能源 包含一系列的供需双侧的技术;位于用户现