分布式能源的制约因素与对策分析

分布式能源的制约因素与对策分析

罗四刚

（上海航天能源股份有限公司  上海 200040）

摘要：进入工业化社会后，对能源的依赖更加严重。另一方面，传统能源燃烧时产生的CO2、NOX、SO2和烟尘等污染物不仅造成全球温室效应加剧，同时引发了雾霾等环境问题。传统发展模式造成资源日渐短缺、环境严重污染、生态明显恶化，人类亟待寻求新的清洁能源方式，分布式能源成为能源领域的一个突破。

关键词：分布式能源；制约因素；对策

1分布式能源的特点

相比于传统能源方式，分布式能源系统具有了以下方面的优势：（1）能够提高能源利用效率。能够高效地对冷、热、电能等多种形式的能源实现梯级利用。（2）实现生态环境效益。综合分布式能源系统能够对多种清洁能源形式进行有效利用，其中风能、太阳能等更有助于实现生态环保。（3）创造良好经济效益。由于分布式能源系统能够减少大型电网和大型热力管网的建设，节约了大量的集中供能成本，实现良好的经济效益。（4）提高安全可靠性能。分布式能源减少了远距离传输的环节，可靠性和安全性都得到了较好的保障。

2分布式能源发展中的制约因素

然而，随着分布式能源的发展，遇到了许多问题：（1）在政策层面。完善的政策管理体系是推动分布式能源持续发展的根本动力，但我国分布式能源政策服务体系存在的突出问题是缺乏与分布式能源产业相关的政策和政策激励不足：一是分布式能源发展稍显落后，法律制度的完善需要很长时间，缺乏相应的法律规定；二是相应的补贴政策不到位，能源需求体系有待进一步完善，绿色能源补贴不够，现行标准电费管理机制单一，电费不能有效反映启动用电成本，销售市场的供需状况和网络资源的稀缺程度。（2）电网连接问题。电网连接是阻碍分布式能源发展的主要因素。分布式系统的并网问题主要由意识和技术两个方面引起。从意识层面来看，如果分布式能源和公共电网的基础设施建设相连接，将在电力系统中引入更多的市场竞争元素和企业注册，这将增强电力交易和销售市场的多样性。供电公司缺乏开发分布式能源的内部动机和主动性。在技术领域，分布式能源和公共电网的基础设施建设接入后，将对公共电网的工作电压和电能质量分析造成不可估量的危害，可能导致电网中的电流和时间误差或工作电压波动，给配电系统的可靠性带来安全隐患，影响电力系统的生产调度和运行带来新的挑战和许多技术难点。（3）成本问题。由于相关设备和技术不成熟，社会化程度不够，分布式能源的初始基础项目投资相对较高，这使得公司倾向于分布式能源的新项目，在概念和个人行为上都比较困难。同时，面临着天然材料价格强劲的不利考验。目前，与普通原煤发电厂相比，天然气分布式结构的发电成本可达到2～3倍，分布式系统的新项目相对难以实现和提高效益，这大大限制了分布式能源的基本建设、完成和运行。（4）核心技术问题。与世界先进的中国相比，它仍然无法掌握最前沿的科学技术。绝大多数关键发电机设备必须从国外进口，尤其是风轮机构零件等核心技术。因此，机械设备的进口仍然是制约我国发展、降低投资项目经济效益和效率的主要原因。当前，迫切需要探索核心技术，以确保中国创新和中国制造业的双重总体目标，提高分布式发电的成本节约率，提高国有机械设备的竞争力，并为国内分布式能源管理的规模推广肩负起广阔的天空。

3分布式能源发展中的对策措施

3.1微网储能拓扑模型

微网储能拓扑模型在现有储能结构的前提下进行设计，将能源储存方式进行分布式改进，主要作用设备为静态开关、主隔离网设备、断路器和潮能控制器，静态开关通过定时器控制能源管理系统的运行；主隔离设备将能源变电站与储能系统分割；断路器对微电网调度线路进行保护；潮能控制器负责控制能源的涌入量。微网储能模型将能源管理器、各终端负荷、储能装置和变电站相互结合，既完成能源的分布式储能过程，又实现了能源与电网的联网控制，是分布式储能系统的核心技术结构。微网储能类型包括微型燃料能源、风电能、光热能和微电池能源等各项新能源类型，而这些能源的保存形式主要通过能源机组来完成，根据能源类型的不同选取相应的储能方式，能够适应能源个体间的特点完成储能。根据输入的能源类型将储能方式分为能耗型和储存型两种，能耗型储能方式储存时间短暂，更新换代速度较快，一般具有需求量高，应用范围广的特点；储存型储存时间长，更换速度缓慢，一般具有储存量大，应用范围小的特点。微网储能拓扑模型的建立使储能过程能够根据不同的能源类型进行特定储存，对不同能源产生的负荷进行分类控制，使负荷达到输出标准。在拓扑模型设计过程采用多项先进技术和设备，实现大规模能源的合理储存，同时保证储存能源的顺利输送，是建立逻辑运输线路的前提条件。

3.2完善政策体系和补贴机制

首先，为实现综合分布式能源大范围的规模性推进，需要在法律上允许和规范分布式发电和能源利用模式，分布式能源系统标准体系在项目摸索中逐渐完善。参考其他国家相关的法律政策：美国国家层面主要保证民众拥有是否接收设置分布式能源设施的自主选择权，国家电网也需确保民众在有需求时可得到充分的备用电力，同时剩余电量也应参考市场价格进行二次回购；实施净电表政策，向民众提供双向计量式电表。颁布《国家能源法》《国家能源政策法案》《美国清洁能源与安全法案》《分布式并网技术标准》，相继明确了分布式并网的技术要求和技术条件，并制定了详细的能效体系和可执行标准，推进分布式能源的发展。德国出台《热电法》，明确了热电联产项目在售电价格之外，可按售电量额外获得相关补贴，《可再生能源法》对接入电站的规模及电压等级、过载及电压波动范围、电能质量等提出了要求。日本相继成立了区域供热供冷协会和热电联产研究会，推进分布式能源的发展；《能源面域利用导则》中明确了分布式能源项目相关的流程和法规、手续等；颁布的《可再生能源法案》较大程度上落实了新型能源发电的出售电价，太阳能、风能和地热发电的上网价格约是火电或核电价格的2～4倍，通过各方面的手段，奠定了分布式能源的发展基础，并不断推进。此外，应建立合理的价格补贴机制，加快电价改革，采取多种激励措施扶持新能源企业。目前，上海、长沙、青岛等地先后发布了分布式能源的不同程度的资金补贴相关方面的法律法规，但需要进一步细化，并强化落实。同时，简化项目立项、备案、建设、落成的条件，如2017年3月颁布的《企业投资项目核准和备案管理办法》中，不再设立环境评价批复、选址意见书、用地资格预审等前置条件，实行备案管理，简化流程也有利于帮助分布式能源实现长远发展。

3.3能源逻辑运输方式

逻辑化能源运输线路由多个逻辑控制装置组成，首先对微网模型储能罐中的能源进行计量，根据需求量和储存量确定运输策略，通过逻辑控制确定储存位置；逻辑配送确定运输方式；数字驱动确定送达位置，并与控制系统完成指令交互。能源计量装置能够完成微网储能罐的余量检测，将检测量输入到逻辑控制和配送单元，为能源的运输提供支持。保护装置负责维护逻辑运输线路安全，系统出现问题能够及时反应，避免造成装置损坏，能够及时切断需求侧的能源供应。逻辑配送与数字驱动两侧设置紧急预警信号，主要针对余量检测异常强行停止运输，避免逻辑线路的过量运输。能源分配策略的制定通过转换能源计量数据完成微网能源的储量和余量信号测定，余量检测根据测定的信号进行能源逻辑的控制，主要通过控制信号和逻辑信号完成。整个能源逻辑的运输实现了微网储能模型的完美配送，能够对需求侧提供的能源需求量进行设计，完成分布式能源的逻辑控制，通过测定的各种信号完成能源分配，形成最有效的能源利用方式。

4结论

本文对分布式能源的储能技术进行研究，设计微网储能拓扑模型提高系统储能容量，将输入量较多的能源进行分布式储存，同时设立不同的负荷标准，使储能容量达到最大。

参考文献：

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