综合能源系统-完整版本

分布式综合能源系统东南大学二〇一五年三月报告人：顾伟wgu@seu.edu.cn13814005169东南大学电气工程学院目录分布式发电技术利用各种分散存在的能源进行发电供能的技术。如:风能、太阳能等可再生能源发电技术；天然气为燃料的冷/热/电联供技术（简称：CCHP）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。分布式发电发展政策美国：通过生产税抵免政策和可再生能源配额等政策鼓励风电发展。2008年美国能源部开展了“20%风能目标可行性研究”，认为2030年美国风电占总消费电量20%是可行的。欧盟：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价，电网企业按政府规定电价收购风电；另一种形式是风电项目参与市场竞价，政府在市场电价基础上基于一定补贴。2010年欧盟成员国提交了“可再生能源国家行动 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ”。中国：出台了《中华人民共和国可再生能源法》，建立包含优先上网、标杆电价、成本分摊等相关内容的可再生能源政策体系。分布式发电现状2000~2013年世界风电装机容量及增长率（全球风能理事会）全球已有103个国家和地区在开发和利用风电；2013年风电发电量约6400亿千瓦时，约占发电总量的2.9%；分布式发电现状2000~2013年世界太阳能发电装机容量及增长率（欧洲光伏工业协会）欧洲是目前光伏发电发展规模最大的地区；2013年太阳能光伏发电量约1600亿千瓦时，约占发电总量的0.7%；分布式发电现状2013年全球风电装机容量居前十的国家基本情况资料来源：全球风能理事会，AnnualMarketUpdate2013，全球新能源发展报告20142013年全球光伏装机容量居前十的国家基本情况序号国家风机装机容量（万千瓦）占本国总装机比重（%）1中国77166.22美国61095.73德国342519.34西班牙229621.85印度20158.16英国105311.17意大利8556.98法国8256.49加拿大7805.810丹麦47733.9序号国家光伏装机容量（万千瓦）占本国总装机比重（%）1德国357120.12中国19421.63意大利179314.44日本13814.75美国13731.36西班牙5345.17法国4673.68英国3383.69澳大利亚3305.210比利时29814.3中国分布式发电示范工程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发电前景广阔对能源发展趋势的预测（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）分布式可再生能源发电比例逐步提高分布式发电并网带来的挑战优点：接入方便，运行简单缺点：系统故障退出运行间歇性影响周边用户能源综合优化困难对电网运行调度提出了挑战上述缺点已制约了DG的发展以分布式电源（DG）为单元输电网络高压配网110KVGGGG中压配网35/10KV低压配网0.4KV负荷负荷DGDGDGDGDG需要新的技术来解决分布式发电的高效利用问题！！（微电网）微电网定义微电网简称微网，是由分布式电源、储能和负荷构成的独立可控供能系统，是发挥分布式电源效能的最有效方式。微网优势：实现多种能源综合互补利用保障重要负荷的持续供电解决偏远地区的供电问题提高供电可靠性和电能质量……分布式发电大规模工业化应用的关键实施能源可持续发展战略的重要手段微网微电网的主要作用**国内外研究现状国家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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 协会（GERTS）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日本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）NEDO于2003年启动可再生能源的地区配电网项目，建立了3个微电网示范工程美国美国微网示范工程—CERTS系统组成三台60kW燃气轮机三条馈线，负荷可分为一般负荷，可控负荷和敏感负荷美国微网示范工程—NREL微网组成200kW电网模拟燃气轮机，蓄电池，光伏，风机，柴油机直流母线示范目的分布式发电系统可靠性测试分布式发电，微网运行导则制定美国微网示范工程—DETL微网组成电网模拟光伏，燃料电池，燃气轮机，风机示范目的建立微网经济模型特定地点建设微网可行性加快微网技术和 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 上认知度含分布式电源配电网规划美国微网示范工程—Madriver示范目的分布式发电系统可靠性测试欧盟示范目的：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：380V，50Hz系统335kW光伏，蓄电池提供200幢别墅电力荷兰的Zutphen度假村，荷兰首个微网项目日本日本微网示范工程—Sendai微网组成：燃料电池，内燃机，光伏动态电压调节器直流母线示范目的：供电质量分为A，B1，B2，B3四个等级，通过上层调度管理，实现不同等级供电质量中国舟山东福山岛：风光柴储海水淡化综合示范工程1南京：风光储微网综合示范工程2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。并网型微网工程，可实现并网/孤网的切换，含15kW风电、30kW光伏及铅蓄储能系统。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光伏发电500kW电动汽车充换电站（兼储能）风力发电11*100kW柴油机发电1.1MW海洋能发电100kW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 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 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光伏发电500kW储能电站风力发电1.2MW柴油机发电1.2MW特点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。微型电网微型电网东南大学江苏省智能电网技术与装备重点实验室目录冷热电联供型微电网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。背景及现状冷热电联供型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联供设备冷热电联供工程介绍日本东京地区CCHP系统包括东京瓦斯大楼、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℃冷水冷热电联供工程介绍燃气轮机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；冷热电联供工程介绍东京世贸中心大厦建筑面积12万平方米，五星级酒店、公寓冷热电联供工程介绍清华科技园A-02（文津国际大厦）内燃机：2×1160kW余热直燃机：2×1745kW电制冷机：2×700RT燃气锅炉：1.4MW+4.2MW燃气内燃机4台，总发电能力3000kW余热烟气热水型冷温水机组水源热泵蓄热及蓄冰装置19.6万平方米建筑供电8.6万平方米建筑空调、生活热水供能规模主要设备三联供+热泵+太阳能+冰蓄冷冷热电联供工程介绍蟹岛三联供能源中心大型发电机热泵机组太阳能蟹岛三联供系统原理图小型发电机供电备用锅炉生活热水供电供电供电余热余热机组余热电源采暖蓄热水槽湖水备用冷却制冷冷却制冷冷却供热热源供热制冷供冷蓄冰槽冷热电联供工程介绍发电蟹岛三联供系统能源利用发电余热水源热泵湖水吸收制冷、供热与太阳能热水系统联合供应生活热水夏季日间供冷、夜间蓄冰冬季日间供热、夜间蓄热发电机备用冷却夏季制冷循环冷却冬季热泵循环低温热源冷热电联供工程介绍主要供能源中心热泵、水泵用电目录未来能源系统的形式未来，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。未来能源系统的形式—微电网？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。未来能源系统的形式—冷热电联供系统？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。未来能源系统的形式—全球能源互联网？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未来能源系统的形式—全球能源互联网？优点：可实现能源在全球范围内的高效配置。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，难以全球控制。分区分层电网运行控制全景信息分析与预警可再生能源能效分析工业监测智能用电电力市场气象预测智能交通电网设备运行全球调度中心洲/区调度中心洲/区调度中心洲/区调度中心国家调度中心国家调度中心国家调度中心国家调度中心国家调度中心国家调度中心综合能源系统研究现状英国：《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：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。综合能源系统研究现状法国：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：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：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%。综合能源系统研究现状中国：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主。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。综合能源系统技术创新电源技术：风力发电技术太阳能发电技术海洋能发电技术分布式电源技术电网技术：特高压输电技术和装备海底电缆技术超导输电技术直流电网技术微电网技术…….储能技术：物理储能电化学储能电磁储能信息通信技术：大数据技术传感器技术……..综合能源系统实践基础中国实践1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。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。综合能源系统实践基础国际实践2苏联美国日本与20世纪60年代后半期开展了特高压技术的研究为了满足经济和能源发展的需求，更加关注电力网络基础架构的升级更新，在Grid2030计划中提出了美国全球互联网的设想。于1972年启动了特高压输电技术的研究开发计划1988年开始建设计划向东京送点的1000千伏特高压输电线路，全场426千米，一直降压运行。是世界上最早开展特高压输电技术研究的国家之一，但90年代后，由于苏联解体等因素，很多特高压工程就此搁浅。未来能源发展形势讨论全球能源互联？微电网？未来能源系统的形式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。分布式综合能源系统的一种典型形式分布式综合能源系统的一种典型形式截止至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。智能小区分布式综合能源系统主要作用满足多样性用能需求最大化利用分布式能源分布式综合能源系统的关键技术分布式综合能源系统能量优化管理技术分布式综合能源系统的建模技术分布式综合能源系统规划设计技术……综合能源系统市场化运营机制及模式分布式综合能源系统核心装备研制技术123456研究基础及条件国家863重大项目“含分布式电源的微电网关键技术研发”（批准号：2011AA05A107）国家自然科学基金“冷热电联供型微电网高效运行的建模和优化方法”国家自然科学基金“含微电网的配电网协同保护研究”国家自然科学基金“含多微电网的配电网分层分布式协调控制研究”国家级项目江苏省自然科学基金项目“微电网多源频率支撑潜能挖掘及协同控制研究”国家电网公司科技项目“燃气分布式能源能效 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 体系和测试方法研究”国家电网公司科技项目“智能社区低碳能源系统的集成关键技术”其他项目止于至善谢谢！报告人：顾伟wgu@seu.edu.cn13814005169感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！