分布式综合能源系统
综合能源系统效能优化技术
综合能源系统效能优化技术随着工业化和城市化的迅速发展，能源的需求量日益增加。
为了满足这一需求，并减少环境污染对全球气候变化的影响，综合能源系统逐渐成为实现可持续能源发展的关键。
综合能源系统是指将不同类型的能源资源整合和利用，以提高能源的利用效率和减少能源浪费。
为了进一步提高综合能源系统的效能，各种技术被引入以最大限度地减少能源的消耗和损耗，以下是一些常用的综合能源系统效能优化技术。
1. 能源需求侧管理（DRM）能源需求侧管理是指通过控制能源的消耗来优化综合能源系统的效能。
这是通过使用智能电网和智能设备来实现的，以调整能源使用方式和时间分配。
例如，通过安装智能电表和智能控制系统，可以根据需求和负荷情况实时监测和调整能源的使用，从而减少不必要的能源浪费。
2. 分布式能源系统（DES）分布式能源系统是指将能源资源分散在终端用户处，通过本地发电和能量存储来满足能源需求。
这种系统可以减少能源传输损耗和大规模电网的压力，并通过多元化的能源来源来提高综合能源系统的可靠性。
例如，通过太阳能光伏发电和风力发电系统，终端用户可以自给自足地满足自己的能源需求。
3. 能源监测与管理系统（EMS）能源监测与管理系统是一种集成的软硬件系统，用于实时监测和管理综合能源系统的性能和效能。
通过使用传感器、数据采集设备和分析软件，EMS可以提供准确的能源使用数据和综合分析，帮助运营者实时调整能源供应和需求，以优化综合能源系统的效能。
此外，EMS还可以提供预测和智能控制功能，以便根据未来的需求和条件进行能源管理决策。
4. 能量回收与利用技术能量回收和利用技术是指将综合能源系统中产生的废热、废气和废水等能量资源进行回收和再利用。
例如，在工业生产过程中，可以使用热交换器将废热转化为其他形式的能量，用于供暖、供电或供水等用途。
这样一来，不仅减少了能源的浪费，还提高了综合能源系统的整体效能。
5. 智能优化算法智能优化算法是一种基于人工智能的技术，用于优化综合能源系统的运行和管理。
分布式能源系统的可行性和经济性分析
分布式能源系统的可行性和经济性分析一、引言分布式能源系统是一种采用分散的、小型化的能源设备进行能源生产与供应的系统，具有节能、高效、环保等特点。
本文将对分布式能源系统的可行性和经济性进行详细分析。
二、分布式能源系统的可行性分析1. 可持续能源来源分布式能源系统采用可再生能源作为能源来源，如太阳能、风能等。
这些能源来源广泛，不会因为资源的枯竭而中断供应，具有可持续性。
2. 供应安全性分布式能源系统将能源的生产与供应分散到不同的地点，降低了整个能源系统在某一地点发生故障时影响的范围。
这种分散性使得能源供应更加稳定和可靠。
3. 应对气候变化分布式能源系统使用可再生能源，减少了对传统化石能源的依赖。
这有助于减少温室气体的排放，应对气候变化。
三、分布式能源系统的经济性分析1. 资本投入分布式能源系统相比传统的中央化能源系统，需要较高的资本投入。
但随着技术的不断进步和规模的扩大，分布式能源系统的建设成本逐渐降低，预计在未来会更加经济。
2. 运维成本分布式能源系统的运维成本相对较低。
由于系统规模较小，维护和管理相对简单，无需大量的人力和物力投入，因此运维成本较低。
3. 节能效益分布式能源系统在能源生产和供应的过程中，能够减少能源的传输和损耗。
与传统的中央化能源系统相比，节能效益显著，可以降低能源成本。
4. 成本回收分布式能源系统可以通过与电网进行双向输电，将多余的能源卖给电网，并获得收益。
这有助于降低系统建设成本，并实现成本回收。
四、总结分布式能源系统具备可行性和经济性。
它采用可再生能源作为能源来源，具有可持续性；分散的能源设备增强了供应的安全性；采用分布式能源系统可以应对气候变化。
在经济性方面，虽然建设成本较高，但运维成本较低、节能效益明显，并且可以通过成本回收实现经济效益。
随着技术的进一步发展，分布式能源系统的经济性将进一步提升。
因此，分布式能源系统在未来将具备较大的发展潜力。
五、参考文献[1] Chiara, N., Castagnetti, D., & Fattori, F. (2017). Asset management for distributed energy systems: Traceability and evidences. Energy, 141, 184-199.[2] Jöhr, S., Stünzi, M., & Vieira Alves, A. (2019). A fully decentralized hybrid AC/DC microgrid to increase the share of renewable energy sources. Applied energy, 240, 963-975.[3] Su, Y., Zeng, P., & Zhao, H. (2020). Optimal investment timing and capacity of behind-the-meter distributed energy storage system considering the long-term technology learning effect. Applied Energy, 261, 114331.。
分布式能源系统的优势
分布式能源系统的优势1. 引言分布式能源系统是指将可再生能源资源（如太阳能、风能、水能等）通过分散的、独立的小型能源系统进行收集、转换和利用的一种能源系统。
与传统的集中供电系统相比，分布式能源系统具有许多优势。
本文将详细探讨分布式能源系统的优势。
2. 独立性和可靠性分布式能源系统允许个人和机构独立地生成、使用和储存能源，不依赖于传统的公共电力网。
这使得用户在面临公共电力网故障或停电时依然可以正常使用电力。
此外，由于分布式能源系统是基于分散的小型能源系统构建的，这种系统本身就具有高度的可靠性，即使某个系统故障，其他系统仍然可以正常运行。
3. 可持续性和环保性分布式能源系统采用可再生能源资源作为主要的能源来源，如太阳能和风能。
相比之下，传统的集中供电系统主要依赖于化石燃料，并且会产生大量的二氧化碳等温室气体排放。
而可再生能源不仅减少了对化石燃料的依赖，还显著降低了温室气体的排放量，对环境更加友好。
4. 能源效率和节约成本分布式能源系统通常采用近距离输电方式，减少了输电过程中的能量损耗。
同时，分布式能源系统还可以利用机会捕捉到传统集中供电系统无法利用的废热等副产品。
这种废热利用提高了整体的能源效率，并降低了运行成本。
此外，由于用户可以直接生成自己所需的电力，无需向公共电力公司购买电力，在长期运行中也可以实现节约成本。
5. 网络安全和抗灾性传统的集中供电系统通常存在着网络安全的隐患，一旦遭受黑客攻击或其他恶意行为，则可能导致整个供电系统瘫痪。
而分布式能源系统由于其分散性和独立性，使得单个节点遭受攻击或故障不会影响整个系统的正常运行。
这种抗灾性使得分布式能源系统在面对自然灾害和网络威胁时更为可靠。
6. 地区经济发展和社会效益采用分布式能源系统可以促进地区经济发展。
分布式能源资源的充分利用可以提供更多就业机会，并吸引投资者进入地区，进一步推动当地产业发展。
同时，由于分布式能源系统减少了对传统集中供电公司的依赖，降低了用户用电成本，增加了人们对清洁环保电力的认知和使用意愿，从而带来了良好社会效益。
综合能源系统
国家
中国 美国 德国 西班牙 印度 英国 意大利 法国 加拿大 丹麦
风机装机容量 （万千瓦）
7716 6109 3425 2296 2015 1053 855 825 780 477
占本国总装机 比重（%） 6.2 5.7 19.3 21.8 8.1 11.1 6.9 6.4 5.8 33.9
余热锅炉
天然气 控制中心
图解
电压 信号 供电 供热 供冷 供气 废气
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实4用0文%档提高到85%以上。
背景及现状
实用文档
冷热电联供型微电网结构
联供设备
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
实用文档
冷热电联供工程介绍
实用文档
冷热电联供工程介绍
➢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
日本东京地区CCHP系统 实用文档
冷热电联供工程介绍
东京世贸中心大厦 ➢ 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
光伏，风机，柴油机 • 直流母线
美国微网示范工程—CERTS
美国微网示范工程—NREL
美国
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
美国微网示范工程—Mad river
示范目的
• 建立微网经济模 型
分布式能源系统的运营与管理
分布式能源系统的运营与管理随着社会的发展，能源的需求量不断增长，但石化能源产生的CO2排放等问题也越来越严峻，因此对于可再生的分布式能源的需求也越来越大。
分布式能源系统是一种绿色的能源系统，不仅可以降低污染，还可以提高能源的利用效率。
在这篇文章中，我们将一起了解分布式能源系统的运营与管理。
一、什么是分布式能源系统分布式能源系统是一种由多个小容量的、分散的源头组成的系统，包括了太阳能、风能、生物质能等多种清洁可再生的能源，是一个可以进行可持续能源转化、储存、控制和管理的综合性系统。
该系统不仅能够实现对清洁能源的可持续利用，还可以实现针对可再生能源时空分布的变化及负载的不同变化的灵活管理。
二、分布式能源系统的运营流程1、能源的产生分布式能源系统中的能源产生有多个源头，包括太阳能、风能、生物质能等，不同的能源源头需要不同的设备和技术支持来实现。
2、能源的储存随着分布式能源系统中的能源不断产生，需要对其进行储存以供后续使用。
储存方式包括电池储能和储气罐储能等，通过对不同的储存方式和设备的应用，在能源的储存方面也可以实现高效储能，提升整体利用效率。
3、能源的转化在能源的转化方面，指的是将分布式系统中不同的能源进行有效地转化，以使其可以为不同的用途服务。
例如，将太阳能转化为电能，利用风力来驱动水泵或发电机等等。
4、能源的传输当能源被转化后，需要将其传输到需要的地方。
分布式能源系统中的能源传输一般是通过电缆来实现的。
这需要安装高质量的电缆，以保证能源的稳定传输。
5、能源的使用分布式能源系统中的能源最终要被使用。
使用方式可以是针对家庭、企业或公共设施等不同的需求。
三、分布式能源系统的管理1、能源的负载管理在分布式能源系统中，能源的负载管理非常重要，因为能源的需求和使用在不同的时间和地点会有所不同。
因此，需要根据实际需求来合理分配能源，避免出现一些资源的浪费。
2、能源的调度管理分布式能源系统中的能源分布广泛，需要进行统一的调度管理。
所谓分布式能源”,是指分布在用户端的能源综合利用系统,
所谓“分布式能源”,是指分布在用户端的能源综合利用系统，以热电冷联产技术为基础，与大电网和天然气管网组网运行，向一定区域内的用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调冷水（或风）等的能源服务系统。
经过十几年的发展，分布式能源特别是天然气冷热电三联供，以热效率高、节能减排、安全高效、灵活环保等优点，正越来越引起世界各国的高度重视和广泛应用。
在我国，分布式能源已进入起步阶段，即将迈向规模化实施进程。
国家发改委《关于发展天然气分布式能源的指导意见》明确，“十二五”期间建设1000余个天然气分布式能源项目，并建设10余个具备各类典型特征的分布式能源示范区域。
在近日由中国电机工程学会、中国可再生能源学会等联合举办的2012第八届中国分布式能源国际研讨会上，业界专家认为，在我国发展分布式能源不仅十分必要，而且刻不容缓。
优点--将能源“榨干吃净”分布式能源的好处是能够实现能源的梯级利用，提高能源综合利用率，达到节能减排的效果。
中国电机工程学会常务副理事长陈峰表示，我国现在的能源供给模式实际上是分块进行的，比如煤炭、石油、天然气，包括水电、风电、太阳能等可再生能源都是单独自上而下进行生产的，供给用户是“能源素材”,由用户自己再进行组合使用。
大型电站效率已经很高，能源利用率可能达到50%甚至更高，但它没有把生产、运输、终端用户作为一个系统来考虑，终端效率并不高。
分布式能源“温度对口、梯级利用”的能量利用理念就是通过多种的技术手段，将能源中的热能全部“榨干吃净”,实现“能源综合利用”,以达到提高系统的最终综合能效的目的。
2011年1月，四川省首个分布式能源园区试点项目在大邑集中工业园区启动。
之前，园区内的热用户使用蒸汽都靠自备的小锅炉提供，能源的利用比较分散，而推行分布式能源之后，园区内企业的蒸汽由分布式能源站集中供给，同时产生的余热还可用来发电，能源利用率将提高大约30%,二氧化硫等污染物的排放可节约65%~75%左右。
分布式能源系统的组成
分布式能源系统的组成随着能源危机日益严重，全球对可再生能源的需求日益增加。
传统的大型能源中心已经不再能满足全球的能源需求，为此，分布式能源系统逐渐兴起。
分布式能源系统是由多个小型电源，各自独立发电，相互链接，形成的一个系统，下面来看看分布式能源系统的组成。
1. 分布式发电设备分布式发电设备是分布式能源系统中最重要的组成部分之一。
分布式发电设备包括太阳能光伏发电、风力发电和生物发酵气等，通过这些设备发电，可以让能源更加环保和可持续。
这些设备的数量和规模都比传统的大型发电站要小，可以高效地利用分布式发电机会，从而形成分布式能源系统。
2. 电池储能设备电池储能设备是分布式能源系统实现自给自足的关键部分。
通过将光伏发电、风力发电产生的电力储存在电池中，能够让电能在夜间或风力不足时方便地供应。
同时，电池储能设备能够帮助峰值负荷平滑，提高电网的稳定性。
3. 控制系统在分布式能源系统中将多个发电设备集成起来需要一个控制系统。
这个控制系统可以使能量的使用和分配变得更加精细化和高效化。
同时，对于电力负载的管理、能源存储和传输等都可以通过控制系统得到很好的解决。
4. 能源储存系统分布式能源系统c中的能源储存系统包括电化学电池、红ox力电池、超级电容器等。
这些储能设备可以存储发电设备产生的过剩能量，并在需要时把这些能量释放出来，这样可以增加能源系统的可靠性和稳定性。
同时，储存设备还可以实现能源的平衡和优化。
5. 电网接口分布式能源系统必须与公共电力分配网进行连接。
电网连接是分布式能源系统运行的核心部分之一。
它可以将分布式能源系统与外部电力系统互联和互操作，从而实现能源的共享和更好的利用。
同时，电网接口可以监控电网质量和流量，并为分布式能源系统提供反馈。
总之，分布式能源系统旨在使能源供应更加灵活、可靠、节能和环保，更重要的是可以增加电网的韧性。
但是随着能源系统的多样化，需要更多的安全和监控措施去管理和保护整个系统。
分布式能源系统介绍
分布式能源系统介绍分布式能源系统是一种能够在小范围内产生、转换、存储、分配和管理能源的系统。
它利用分散的能源资源，将能源产生和消耗相结合，实现能源的高效利用和可持续发展。
分布式能源系统与传统的集中式能源系统相比，具有更好的灵活性、可靠性、可持续性和环境友好性。
首先是能源产生。
分布式能源系统可以利用多种能源资源进行能源产生，如太阳能、风能、水能和生物能。
这些能源资源广泛分布于各个地区，可以充分利用当地的资源优势。
例如，利用太阳能光伏发电系统可以直接将太阳能转化为电能，而无需传输电能，不仅节约能源，还可以减少能源的损耗和环境污染。
其次是能源转换。
分布式能源系统将能源从一种形式转化为另一种形式，以适应不同的能源需求。
例如，将太阳能转化为电能，或者将生物能转化为液体燃料等。
能源转换可以实现能源的多样化利用，增加能源的可持续性和可靠性。
第三是能源储存。
分布式能源系统通过能源储存技术将多余的能源存储起来，以便在需要时使用。
能源储存可以解决能源供需不平衡的问题，提高能源系统的灵活性和可靠性。
例如，利用电池技术可以将太阳能发电系统产生的电能储存起来，以备不时之需。
第四是能源分配。
分布式能源系统将产生的能源分配给需要的地方，并保证能源的稳定供应。
能源分配可以通过能源网络、智能电网和能源交易市场等方式进行。
例如，利用微网技术可以将太阳能发电系统产生的电能分配给附近的用户，从而实现电能的局部供应和需求平衡。
最后是能源管理。
分布式能源系统通过能源管理技术对能源进行监测、控制和优化，以实现能源的高效利用和减少能源的浪费。
能源管理可以通过智能电表、能源监测系统和能源管理软件等进行。
例如，利用智能电表可以实时监测电能的使用情况，根据需要进行调整，以减少能源的浪费。
总之，分布式能源系统是一种灵活、可靠、可持续和环境友好的能源系统。
它能够利用分散的能源资源，满足不同地区和不同用户的能源需求，同时减少能源的损耗和环境污染，促进能源的可持续发展。
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荷兰的Zutphen度假村，荷兰首个微网项目
欧盟
微网组成：
380V，50Hz系统 335kW光伏，蓄电池 提供200幢别墅电力
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
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。
4
分布式发电现状
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%；
2000~2013年世界风电装机容量及增长率
国家
中国 美国 德国 西班牙 印度 英国 意大利 法国 加拿大 丹麦
风机装机容量 （万千瓦）
7716 6109 3425 2296 2015 1053 855 825 780 477
占本国总装机 比重（%） 6.2 5.7 19.3 21.8 8.1 11.1 6.9 6.4 5.8 33.9
2013年全球光伏装机容量居前十的国家基本情况
满足用户多类 电能质量需求
智能电网的
有机组成部分
12
12
国家
美国 欧盟国家
日本
国内外研究现状
代表性的基础项目
相关技术
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协会 美国著名微网研究机构，于2006年开始
（GERTS）
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
资料来源：全球风能理事会，Annual Market Update 2013，全球新能源发展报告2014
7
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
8
分布式发电前景广阔
分布式可再生能源发 电比例逐步提高
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）
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
国家
德国 中国 意大利 日本 美国 西班牙 法国 英国 澳大利亚 比利时
光伏装机容量 （万千瓦）
3571 1942 1793 1381 1373 534 467 338 330 298
占本国总装机 比重（%） 20.1 1.6 14.4 4.7 1.3 5.1 3.6 3.6 5.2 14.3
缺点：一些可再生能源具有间歇性 和随机性。
风能
天然气
太阳能
分布式
能源
生物质
海洋能
其他
3
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”。
（全球风能理事会）
5
分布式发电现状
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%；
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）
6
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
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
美国微网示范工程—NREL
美国
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
微网组成
• 电网模拟 • 光伏，燃料电池，
燃气轮机，风机
美国微网示范工程—DETL
美国微网示范工程—Mad river
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 制度上认知度
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（20022006）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
青森县微电网示范工程
新能源产业技术综合开发机构 （NEDO）
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
东南大学电气工程学院
分布式综合能源系统
东南大学 二〇一五年三月
1
一、分布式发电与微电网
二、冷热电联供 三、分布式综合能源系统
目录
2
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 （可利用丰富的清洁和可再生 能源。
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
13
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
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
美国微网示范工程—CERTS
需要新的技术来解决分布式发电的高效利用问题！！（微电网） 10
微电网定义
微电网简称微网，是由分布式电源、
大型电厂 升压变
常规电网
枢纽变电站
配电变压器
配电变压器
内燃机
商业建筑
内燃机
微网
飞轮 储能
商业建 筑
燃气 轮机
配电变压器
燃气 轮机
光伏 电池
燃料电池
工厂企业 居民
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 ……
微网
分布式发电大规模工业化应用的关键
技术
实施能源可持续发展战略的重要手段
11
最大化接纳分布式电源
微电网的主要作用
节能降耗、提高能效
新农村电气化
提高抗灾能力及应急供电
9
分布式发电并网带来的挑战
输电 网络
G GGG
高压配网
110KV
中压配网
35/10KV
低压配网 0.4KV
负荷
DG DG
负荷
DG DG DG
以分布式电源（DG）为单元
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