培训课件1 新能源和分布式发电技术

新能源和分布式发电技术2011.4报告人：张荣报告内容分布式发电微电网分布式发电的影响新能源核电的发展新能源的种类新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。石油，煤矿等资源将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电（Small-hydro）、太阳能（Solar）、风能（Wind）、现代生物质能（Modernbiomass）、地热能（Geothermal）、海洋能（Ocean）（潮汐能）；传统生物质能（Traditionalbiomass）。一、太阳能太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。利用太阳能的方法主要有：太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。1.太阳能光伏光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。2。太阳热能现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。3.太阳光和能植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。二、核能核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：A.核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量B.核聚变能由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。C.核衰变核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用核能的利用存在的主要问题：（1）资源利用率低（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进（4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制（5）核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大三。海洋能海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。波浪发电据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。中国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。将来的世界，每一个海洋里都会有属于我们中国的波能发电厂。潮汐发电据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。四、风能风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛，为风力发电的主流机型。长岛风力发电厂分布式发电的概念一般指发电容量较小(几十千瓦至一百兆瓦之间)、与配电网连接、分散在负载附近的发电形式。在许多国家分布式发电一般不经规划或中央调度。与远距离输电和大电网互联的电力系统相区别，称之为分布式发电。未来电力系统含有分布式电源的电力系统含有分布式电源的电力系统分布式发电的优点清洁、高效、能源多样性发电容量小,分散在负荷附近电源具有间歇性、随机性的特点CCPH能源利用效率高分布式发电的优点分布式电源包括小型燃汽轮机微型燃汽轮机燃料电池太阳能光伏电池太阳能热发电风力发电生物质能发电小型水电站潮汐发电地热发电等几种常见的分布式电源分布式电源的技术类型燃料电池（FuelCell)微型燃料电池是一种在恒定温度下,通过电化学反应，直接将存储在燃料（天然气、甲醇等）和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的装置。燃料电池发出直流电，需用逆变器与电力系统并网。燃料电池具有发电效率高、排废量小、噪音低、安装位置灵活等众多优点。适合应用于热电联产（CHP）发电形式。分布式电源的技术类型燃料电池发电过程示意图分布式电源的技术类型太阳能发电（SolarEnergy)太阳能是一种可再生能源，地球上每平米面积能够接受到的太阳能功率最大可达1000W。利用太阳能发电的方式分:光伏发电(PhotovoltaicCell-PV)热发电(SolarthermalPower)分布式电源的技术类型太阳能光伏发电分布式电源的技术类型太阳能光伏发电分布式电源的技术类型太阳能热发电太阳能热发电是利用集热器(太阳锅炉)将太阳辐射能转换成热能,产生蒸汽推动汽轮发电机组发电.目前有槽式、塔式等多种发电形式分布式电源的技术类型槽式太阳能热发电系统分布式电源的技术类型塔式太阳能热发电系统分布式电源的技术类型风力发电（WindPower)机组的主要机型定桨距发电机组变桨距发电机组变速发电机组（双馈异步发电机、低速永磁同步发电机）分布式电源的技术类型定/变桨距+鼠笼异步风力发电机组风桨叶齿轮箱鼠笼异步发电机升压变并联电容器组软启动装置分布式电源的技术类型变桨距+变速双馈风力发电机组电网风桨叶齿轮箱双馈感应发电机升压变AD/DCDC/AD分布式电源的技术类型定/变桨距+同步风力发电机组电网风桨叶齿轮箱同步发电机升压变AD/DCDC/AD分布式电源的技术类型潮汐发电（TidalEnergy)力发电分布式电源的技术类型潮汐发电（TidalEnergy)分布分布式电源的技术类型潮汐发电（TidalEnergy)力发电分布式电源的技术类型波浪发电（WaveEnergy)分布式电源的技术类型潮汐发电（TidalEnergy)力发电分布式电源接入电网的典型方式分布式电源接入电网的典型方式微电网的结构与特点微电网的结构与特点微电网的结构与特点微电网的结构与特点微电网的国内研究现状微电网的国内研究现状微电网的国内研究现状分布式发电对电力系统的影响微电网及分布式电源虽然主要对配电网联系，但对整个电力系统的影响却将是巨大而深远的。对发电、输电系统的影响在于，对新建集中式发电厂和远距离输电线的需求将减少。对配电系统的影响在于，配电系统将发生根本性的变化，即配电系统从一个辐射式的网络变为一个遍布电源和用户互联的网络，配电系统的控制和管理将变得更加复杂，配电变电站将成为“有源变电站”。对整个电力行业的影响在于，微电网及分布式电源的普及将对电力市场的走向和最后格局产生深远的影响。