分布式能源网络系统的探索与实践

发布时间：2019-07-23 09:10

【摘要】：随着人类社会的不断进步和发展,人们对能源品质和数量的需求日益提高.长期以来,在中国能源结构中,以煤和石油为代表的化石能源占比过高,导致区域环境问题不断恶化,可再生能源利用与分布式能源普及应用是解决这一问题的重要手段之一.通过对国外分布式能源和微网的发展趋势,以及对国内分布式能源发展现状和面临的困境进行分析,提出基于可再生能源和天然气融合的分布式能源网络将成为分布式能源的重要发展方向之一.本文给出分布式能源网络的定义和特征,并以中德生态园和河北廊坊分布式能源网络为例,介绍两个典型的分布式能源网络项目,包括物理网络结构、系统结构和实施方法与效果.最后提出分布式能源网络系统的未来发展方向将是能源互联网,并总结出以能源互联网为代表的未来能源体系的基本特征.
【图文】：

3673评述图1全球能源消费量发展趋势及预测Figure1Globalenergyconsumptiontrendsandforecasts能源经历了以冷热电多联产起步的初级阶段、逐渐被市场认可的实质性发展阶段及并网合法化后的转折阶段,这与国外分布式能源的政策演变轨迹较为相似,但中国的分布式能源发展过程,无论是从政策还是技术等方面,均落后于国外发达国家,并且分布式能源的发展长期停滞不前.随着欧洲E-energy计划(2009~2012年)实施,中国开始逐渐重视能源的网络化技术,2016年2月,中华人民共和国国家发展和改革委员会(以下简称发改委)在《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》(发改能源[2016]392号)文件中进一步明确了分布式能源网络的建设工作[3],促进能源和信息深度融合,推动能源互联网新技术、新模式和新业态发展.同年6月,发改委和国家能源局在《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》(发改能源[2016]513号)文件中将能源互联网技术创新作为能源技术重点发展方向之一[4].中国开始从分布式能源、分布式能源网络到能源互联网方向进行弯道超车,并且随着以大数据和人工智能为代表的信息技术飞速发展,分布式能源网络最终向着能源互联网方向发展.1国外分布式能源的发展分布式能源具有多重社会效益及经济效益,是世界能源供应方式发展的一个重要方向,美国、日本及欧盟等已将发展分布式供能作为能源安全、节能和能源经济发展的重要战略.美国能源部积极促进以天然气为燃料的分布式能源系统发展,利用这些系统为基础发展微电网,再将微电网连接发展成为智能电网.美国政府把进一步推进“分布式热电联产系统”的发展列为长远发展规划,并制定了明确的战略目标.美国的热电联产技术以内燃机、蒸汽轮机及燃气轮机为主,约42%的热电联产项目采用小型内燃

2017年11月第62卷第32期3676图2中德生态园分布式能源网络鸟瞰图Figure2AerialviewofdistributedenergynetworkinTakEco-Park图3中德生态园分布式能源网络示意图Figure3SketchmapofdistributedenergynetworkinSinoGermanEco-Park统市政资源(电)的同时,充分利用清洁能源和可再生能源,建立一个由化石能源和新能源,梯级供能和分散供能,独立系统和混配系统相互耦合的1托N式的分布式和集中式相结合的能源供应系统.如图4所示,中德生态园分布式能源网络系统采用分布式和集中式的分布式能源网络结构模式,由1个区域分布式能源站匹配6个分布式能源子站,向园区地块一~地块八集中供能.1#~6#的分布式能源子站间又将通过各类管网全部连通,区域分布式能源站和6个分布式能源子站连成一体后,实现规划区内能源在空间上的互补调配,分布式能源网络系统分别由燃气多联供、地水源热泵、燃气锅炉、电制冷、储冷热等系统提供,此外,还能向产业片区提供工业蒸汽.为适应园区客户用能需求与环境的不断变化,中德生态园分布式能源网络控制系统被设计成主体与主体间进行自洽供需与调度的模式,它与传统能
【作者单位】： 中国石油大学(北京)化学工程学院;新奥科技发展有限公司;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(2014CB249200)资助
【分类号】：TK01;TP393.09

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