分布式发电技术研究.doc

分布式发电技术研究 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，日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。大力发展分布式发电技术将是电力系统未来发展的必然趋势。本文首先对目前的分布式发电技术的发展现状进行了总结，并对几种分布式发电技术进行了详细地介绍；然后讨论了中国发展分布式发电的必要性和前景；最后提出了有待进一步深入研究的内容。 关键词：分布式发电；可再生能源；必要性 引言 从20世纪80年代末开始，世界电力工业已出现了一个由传统的集中供电模式向集中和分散相结合的供电模式过渡的趋势。近年来分布式发电（DG）技术以其独有的环保性、经济性引起人们越来越多的关注。英国、美国、日本等发达国家在进行能源结构调整过程中已经把DG技术放在了相当重要的位置上。分布式发电具有节能、环保、投资少、占地小的特点，更重要的是分布式电源应对高峰期电力负荷比集中供电更加经济、有效，是集中供电有益的补充。目前，随着我国燃料结构的变化、高峰期电力负荷越来越大，有必要加快发展分布式电源，优化供电模式，保障供电安全。另外从可持续发展和降低环境污染观点看，分布式发电技术也是我国的必然选择。 目前，大电网与分布式发电相结合被世界许多能源、电力专家公认为是能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的主要方式，是21世纪电力工业的发展方向[1]。 近年来，对新型分布式发电技术的研究取得了突破性的进展，分布式发电有望在电能生产中占有越来越大的比重，并对电力系统产生重大的影响。日本的经验是分布式电源的发电量在用户总用电量的25%~33%之间[2]，美国电力科学研究院（EPRI）研究表明，到2010年，全球25%的电能由小于2 MW的DG装置提供，并且DG所占市场份额将达到20%[3]。 分布式发电技术 可再生能源发电技术 小型水力发电的容量为10 kW—100 MW，多数为库容小或无库容的径流式电站，不具有调节能力，且通信联系薄弱，监测难度大，调度命令难以及时到达，因此，目前小型水力发电处于无序状态[4]。而小型水力发电技术仍在继续发展，如小型水电站变速发电技术具有明显优于传统同步发电机的性能，可提高水轮机效率，减少气蚀、磨蚀和振动，并能明显提高电力系统的静态和暂态稳定性，具有广阔的应用前景[5]。 风力发电技术的成熟度仅次于小型水力发电，其工程造价（8000—9000元/kW）已经低于核电，平均电价可达到0.56元/（kW·h）（火电为0.36元/（kW·h））[6]，能适应商业化规模生产。直驱式同步发电机单机容量可达2 MW，其应用将促进风力发电技术的推广。 太阳能光伏电池发电技术已经成熟，虽然单电池板的功率小，但整个太阳能电站的容量可以达到百兆。由于其设备造价和发电成本高，目前不具备大规模应用的条件，就我国来说，完全商业化运作的并网光伏发电上网电价（4元/（kW·h），西方国家为1元/（kW·h））是常规能源发电的10倍多，设备造价（5万元/kW）相当于火电的10倍[6]。我国研究的非晶硅太阳能薄膜电池技术有望在2年内将电价降为1元/（kW·h）。太阳能热发电技术也取得了巨大进步，我国首座太阳能热发电系统（70 kW）于2007年6月在南京建成投运，现已开始研究光伏和光热综合发电，有望将太阳能发电成本控制在0.6元/（kW·h）以内。 以高效直燃发电为代表的生物质能发电技术在国外已经成熟，实现了规模化产业经营，单机容量可达100 MW，产生的灰渣将全部综合利用，且各项排放指标能满足环保要求。与同功率燃煤机组相比，一台25 MW燃烧秸秆的机组每年可减排10万t CO2。 除潮汐发电外，近年来涌现出一些新式的海洋能发电技术。葡萄牙建成了750 kW的海浪发电系统，日本有1500多座波浪发电装置在发电，英国建成了1座20 MW的固定式波力电站，美国先后建成了50 kW和l MW的海水温差电站，利用表面海水和深层海水的温差发电。世界首台海洋流发电机组（130 kW）在意大利南部建成。目前，这些发电技术还不成熟，但海洋中蕴藏着巨大能量，当突破一个个技术难题后，将可能成为理想的发电技术。 地热发电技术非常成熟，已实现商业化运行，其出力非常稳定，单机容量在兆瓦级。其主要技术问题如汽—水两相流介质的输送问题、流动稳定性问题、压力损失问题和结垢问题都已经解决，正朝着开发温度高、热能潜力大、流体质量好的深部热储发展，建设既经济又环保的新型地热发电站[7]。 不可再生能源发电技术 微型燃气轮机（30~300 kW）以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料，建造成本和运行成本很低，其发电成本是居民电价的一半，可在2年内收回初期投资成本[6,8,9]。微型燃气轮机采用简单循环时效率很难超过20%，而带回热器后可接近30%，如果进行热电联产则可提高到