分布式能源系统的发展动态

□郭井宽　□孙　华

上海电气集团股份有限公司 中央研究院　上海　200070

分布式能源系统的发展动态

□郭井宽□孙华

上海电气集团股份有限公司 中央研究院上海200070

介绍了分布式能源系统的概念和技术特点，列举了国内分布式能源的相关政策，并从分布式电源、光伏发电、风力发电，以及储能的方向介绍了国内分布式能源相关标准动态。指出分布式能源是能源互联网的基础。

1　分布式能源系统定义

国际分布式能源联盟（WADE）对分布式能源定义为：分布式能源系统（Distributed Energy System）是一种新型的能源系统，一般建于用户附近，可减少输配系统投资和能量损失，是更高效、更可靠和更加环保的能源系统。它包括高效热电联产、就地式可再生能源系统，以及能量循环系统（包括利用废气、余热和压差来就地发电），这些发电系统能在消费地点或靠近消费的地点提供电力，而不论其项目大小、燃料种类或技术，也不论该系统是否与电网联网［1］。

2　分布式能源系统特点

（1）实现能源综合梯级利用，能源利用率高，具有非常好的节能效应。常规的集中供能方式相对单一，当用户不仅仅需要电力，同时还需要其它形式的能量供应时（如供热、供冷和生活热水），仅通过电力来满足上述需要是难以实现能量的综合梯级利用的，而分布式能源系统以其规模小、灵活性强等特点，通过不同循环的有机整合，可以在满足用户需求的同时，克服冷、热无法远距离传输的困难，实现能量的综合梯级利用［2］。

（2）装置容量小，占地面积小，初投资少，由此降低了远距离输送损失和相应的输配系统投资，可以满足特殊场合的需求。分布式能源系统按需就近设置，尽可能与用户配合，与集中能源系统相比，没有能源远距离输送引起的输配损失，以及相应的输配系统投资，经济性好，为终端用户提供了灵活、节能的综合能源型服务。对于不适宜铺设电网的西部等偏远地区或散布的用户，可以发展分布式能源系统。此外，在废弃资源现场，因地制宜，就地利用转换余热、余压，以及可燃性废弃气体，也有重要意义［3］。

（3）环境友好，燃料多元化，为可再生能源利用开辟了新方向。分布式能源系统一般采用清洁燃料作为能源，同时以其高效率可以实现环保效益。按照美国能源部CCHP2020纲领的描述，部分新建筑采用CCHP后，美国CO2可以减排19%。相对化石能源而言，可再生能源（如太阳能、地热、风能等）的能量密度较低、分散，而且目前的可再生能源利用系统规模小，能源利用率低，作为集中供电手段难度很大。分布式能源系统规模小，适合与可再生能源相结合［4］。

3　国内分布式能源相关政策动态

我国为了支持分布式能源的发展，在分布式能源的规划、产业政策和管理方法上相继出台了系列文件，表1列出了我国与分布式能源相关的主要政策文件及要点。

4　分布式能源系统相关标准动态

目前各国对分布式能源系统均开展了较多的研究，制定了相应的标准，笔者主要从分布式电源、光伏发电、风力发电及储能等方面介绍一些相关的国内技术标准动态。

4.1分布式电源

为规范分布式电源接入电网的技术指标，根据我国电网结构特点和安全运行要求，结合分布式电源的特性，深入研究分布式电源对电网的影响，在充分吸收国外分布式电源并网的有关技术规定、标准成果的基础上，制定了《分布式电源接入配电网技术规定》（NB/T32015—2013）。该标准规定了分布式电源接入电网运行控制的技术要求，首先对电能计量点、上网电量、产权分界点等分布式电源基本属性作出定义，然后对分布式电源并网的基本技术要求作出约束，考虑接入方式和接地方式，对分布式电源的功率控制、电压调节、并网/离网控制、继电保护和安全自动装置、电能质量、通信与自动化等方面作出了具体的技术规定。该标准适用于以同步电机、感应电机、变流器等形式接入35 kV及以下电压等级电网的分布式电源。

具体的技术标准规范包括由中国电科院主编的能源行业标准《分布式电源接入电网测试技术规范》（NB/T33011—2014）、《分布式电源接入电网运行控制规范》（NB/T 33010—2014）、《分布式电源孤岛运行控制规范》（NB/T 33013—2014）、《分布式电源接入电网监控系统功能规范》（NB/T 33012—2014）等，这些标准分别从分布式电源的并网检测项目及方法、并网/计划性孤岛运行控制应满足的要求，以及并网监控系统应具备的功能等方面对并网分布式电源作了相应的规范。该系列标准的发布实施，对于规范分布式电源的有序并网、促进分布式电源的持续健康发展、保障分布式电源和电网的安全稳定运行具有重要意义。

2014年7月，国家能源局公布了2014年第一批能源领域行业标准制（修）订计划，其中《分布式电源接入及微电网设计规范》标准由能源行业电力系统规划设计标准化技术委员会归口，电力规划设计总院、西北电力设计院、西南电力设计院、江苏省电力设计院、广东省电力设计研究院等单位参与起草，计划2016年完成制定。

2015年6月，IEEE（电气和电子工程协会）P2030.9《微电网规划设计推荐性实践》国际标准第一次工作组会议在北京召开。会议由工作组召集人中国电科院千人计划引进专家栾文鹏博士主持，来自IEEE SA、IEEE驻中国办事处、国家电网公司、西门子、施耐德、天津大学等单位的代表参加讨论。

4.2光伏发电

《光伏发电站接入电网检测规程》（GB/T 31365—2015）规定了光伏发电站接入电网的检测项目、检测条件、检测设备和检测方法等，适用于通过35 kV及以上电压等级并网，以及通过10 kV电压等级与公共电网连接的新建、扩建和改建光伏发电站，该标准于2015年9月1日起实施。

《光伏发电站监控系统技术要求》（GB/T 31366—2015）规定了并网光伏发电站监控系统的结构及配置、系统功能、性能指标、工作环境条件等技术要求，适用于通过35 kV及以上电压等级并网，以及通过10 kV电压等级与公共电网连接的新建、改建和扩建光伏发电站，该标准于2015年9月1日起实施。

4.3风力发电

《风力发电机组风力发电场监控系统通信》标准系列（GB/T30966）规定了风电场中各组成部分（如风力发电机组）和参与者（如SCADA系统）之间通信的一般性要求。该标准定义了以下3个方面的内容，并分别进行建模来保证实现的可扩展性：①风电场信息模型；②信息交换模型；③信息模型和信息交换模型映射到标准通信规约。

表1　分布式能源相关政策及其要点一览表

《风电场接入电力系统技术规定》（GB/T 19963—2011）对风电场送出线路、有功功率、功率预测、无功容量、电压控制、低电压穿越和电能质量等方面作出了规定。该标准适用于通过110（66）kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场。

4.4储能

能源行业标准《电化学储能系统接入配电网技术规定》（NB/T 33015—2014）、《电化学储能系统接入配电网运行控制规范》（NB/T 33014—2014）从确保并网电化学储能系统安全运行、充分发挥其平抑可再生能源发电波动等积极作用的角度，对接入配电网的电化学储能系统在并网条件、运行控制等方面进行了规定。2015年5月，国家能源局公布了2015年第一批能源领域行业标准制（修）订计划。其中包含了中国电力企业联合会主管制定的国家标准《电化学储能电站运行指标及评价》、《电化学储能系统接入电网测试规范》及《电化学储能系统接入电网技术规定》。该系列标准的发布实施，可促进电化学储能系统科学、有序并网，发挥其在电网中削峰填谷、提供紧急功率支撑等方面的积极作用。

2013年11月，住房和城乡建设部印发了2014年工程建设标准规范制订修订计划，其中《风光储联合发电系统调试及验收规范》标准由中国电力企业联合会主管，华北电力科学研究院有限责任公司、国网新能源张家口风光储示范电站有限公司参与起草，计划2016年完成制定。该标准适用于35 kV及以上电压等级与公共电网连接的风光储联合发电系统，主要技术内容涉及：风光储联合发电系统项目安装；升压站、风电分系统、光伏分系统、储能分系统、无功补偿装置等设备的单体调试和分系统调试项目，技术要求，试验方法；风光储联合发电系统启动试运前应具备的条件；风光功率预测系统风光储联合发电监控系统的单体与系统调试项目，风光储联合发电系统整体联合调试及验收，风光储联合发电系统与电网调度系统间联合调试及验收的内容、技术要求、试验方法。

5　分布式能源是能源互联网的基础

能源互联网是通过电子、电力、信息等技术，将大量分散的分布式能源连接起来，不仅实现了分布式能源的能量采集、上网，同时建立了各分布式能源间的互联互通，通过大数据技术及基于信息的智能调控，实现能源在整个网络的高效互通。

2015年3月，国际标准化组织ISO/IEC/SC6宣布，我国主导的IEEE 1888标准正式成为全球能源互联网产业首个ISO/IEC国际标准 （ISO 18880），这是我国主导的绿色信息通信技术（ICT）国际标准的重大突破。IEEE 1888相当于能源互联网领域的TCP/IP标准，有了这个标准，就可以解决能源设备的互联互通问题，可以有效提升节能减排效率，为构建宽范围、跨专业的能源互联网奠定重要基础。

2015年6月，国家能源局正式确定《能源互联网行动计划大纲》和12个支撑课题，同时成立中国能源互联网联盟，使能源互联网的发展汇聚各方力量，齐心协力，共同推进。另一方面，国家能源局将今年新增光伏电站规模定为1 780万kW，大大超出社会预期，且不再对分布式光伏建设规模提出限制。在国家大力发展光伏的同时，对分布式能源的建设更显偏爱，未来分布式能源发展必定是能源互联网的重头戏。

从能源互联网的构建角度来看，分布式能源是其必须具备的网络“节点”。能源互联网的构建基础需要大量分散分布的小型发电站，通过“网”将分散化的能源集中起来并分别调配，从而实现能源获得的广度及能源利用的深度双向提升。

从能源互联网的功能角度来看，大数据应用、微网调配、充电桩等都需要分布式能源支撑。从大数据应用来看，大数据应用需要建立在容量足够大的信息样本上，需要电力消费、供给、输配等一系列数据，而分布式能源拥有分散化（提供不同地区的电力特征数据）、体量大等（小型电站个体样本数量庞大），恰恰满足了大数据信息样本的要求。从微网调配来看，能源互联网较传统智能电网最大的不同在于改变传统的集中配送，实现用户终端电力的互联互通。这一互联互通的微网建立，必须以多个分布式能源发电站为基础，实现局部整合、统一供需的格局。从新能源汽车必需的充电桩角度来看，新能源汽车以电力为动力源，其交通工具的特性要求及能源供给的分散化可以提高自身出行的便利性。分布式能源正因其“分布式”特点，实现了新能源汽车电力供给的便捷性，这也是支撑新能源汽车产业发展的基础。

未来我国能源互联网的构建是，第一步对现有电网的改造，以适应分布式能源的接入；第二步将现有分布式能源接入，实现推广前的初步探索，包括在输配、交易、效率等领域的提升；第三步是全面推广，将分布式能源大量推广后接入电网，实现能源互联网的最终成型。

6　结束语

我国“十二五”规划明确提出，要大力促进分布式能源系统的推广和应用，分布式能源技术将是中国可持续发展的必然选择。我国也出台了很多相关政策，推动了分布式能源技术的发展。标准体系的建设直接关系到分布式能源产业的可持续健康发展，建立一个科学、系统、有序和能够动态调整的分布式能源标准体系，能够全面满足科研、产业化和商业化的需要，是分布式能源产业的重要技术支撑。

［1］徐建中，隋军，金红光.分布式能源系统现状及趋势［J］.太阳能，2004（4）：14-16.

［2］金红光，郑丹星，徐建中.分布式冷热电联产系统装置及应用［M］.北京：中国电力工业出版社，2010.

［3］隋军，金红光，林汝谋，等.分布式供能及其系统集成［J］.科技导报，2007，25（24）：58-62.

［4］徐建中.科学用能与分布式能源系统 ［J］.中国能源，2005，27（8）：10-13.

It introduced the concept and technical characteristics of distributed energy systems with a list of domestic policies on distributed energy source.It introduced standards and dynamic state related to the domestic distributed energy in the view of distributed power，photovoltaic power generation，wind power generation and energy storage and in final analysis it stated that distributed energy should be the basis of energy internet.

分布式能源；技术标准；能源互联网

Distributed Energy；TechnicalStandard；Energy Internet

TK018

A

1672-0555（2016）01-070-05

2015年10月

郭井宽（1982—），男，硕士，工程师，主要从事标准化研究工作