□郭井寬　□孫　華

上海電氣集團(tuán)股份有限公司 中央研究院　上?！?00070

分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)

□郭井寬□孫華

上海電氣集團(tuán)股份有限公司 中央研究院上海200070

介紹了分布式能源系統(tǒng)的概念和技術(shù)特點(diǎn)，列舉了國(guó)內(nèi)分布式能源的相關(guān)政策，并從分布式電源、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電，以及儲(chǔ)能的方向介紹了國(guó)內(nèi)分布式能源相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)。指出分布式能源是能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

1　分布式能源系統(tǒng)定義

國(guó)際分布式能源聯(lián)盟（WADE）對(duì)分布式能源定義為：分布式能源系統(tǒng)（Distributed Energy System）是一種新型的能源系統(tǒng)，一般建于用戶附近，可減少輸配系統(tǒng)投資和能量損失，是更高效、更可靠和更加環(huán)保的能源系統(tǒng)。它包括高效熱電聯(lián)產(chǎn)、就地式可再生能源系統(tǒng)，以及能量循環(huán)系統(tǒng)（包括利用廢氣、余熱和壓差來(lái)就地發(fā)電），這些發(fā)電系統(tǒng)能在消費(fèi)地點(diǎn)或靠近消費(fèi)的地點(diǎn)提供電力，而不論其項(xiàng)目大小、燃料種類或技術(shù)，也不論該系統(tǒng)是否與電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)［1］。

2　分布式能源系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)能源綜合梯級(jí)利用，能源利用率高，具有非常好的節(jié)能效應(yīng)。常規(guī)的集中供能方式相對(duì)單一，當(dāng)用戶不僅僅需要電力，同時(shí)還需要其它形式的能量供應(yīng)時(shí)（如供熱、供冷和生活熱水），僅通過(guò)電力來(lái)滿足上述需要是難以實(shí)現(xiàn)能量的綜合梯級(jí)利用的，而分布式能源系統(tǒng)以其規(guī)模小、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過(guò)不同循環(huán)的有機(jī)整合，可以在滿足用戶需求的同時(shí)，克服冷、熱無(wú)法遠(yuǎn)距離傳輸?shù)睦щy，實(shí)現(xiàn)能量的綜合梯級(jí)利用［2］。

（2）裝置容量小，占地面積小，初投資少，由此降低了遠(yuǎn)距離輸送損失和相應(yīng)的輸配系統(tǒng)投資，可以滿足特殊場(chǎng)合的需求。分布式能源系統(tǒng)按需就近設(shè)置，盡可能與用戶配合，與集中能源系統(tǒng)相比，沒有能源遠(yuǎn)距離輸送引起的輸配損失，以及相應(yīng)的輸配系統(tǒng)投資，經(jīng)濟(jì)性好，為終端用戶提供了靈活、節(jié)能的綜合能源型服務(wù)。對(duì)于不適宜鋪設(shè)電網(wǎng)的西部等偏遠(yuǎn)地區(qū)或散布的用戶，可以發(fā)展分布式能源系統(tǒng)。此外，在廢棄資源現(xiàn)場(chǎng)，因地制宜，就地利用轉(zhuǎn)換余熱、余壓，以及可燃性廢棄氣體，也有重要意義［3］。

（3）環(huán)境友好，燃料多元化，為可再生能源利用開辟了新方向。分布式能源系統(tǒng)一般采用清潔燃料作為能源，同時(shí)以其高效率可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保效益。按照美國(guó)能源部CCHP2020綱領(lǐng)的描述，部分新建筑采用CCHP后，美國(guó)CO2可以減排19%。相對(duì)化石能源而言，可再生能源（如太陽(yáng)能、地?zé)帷L(fēng)能等）的能量密度較低、分散，而且目前的可再生能源利用系統(tǒng)規(guī)模小，能源利用率低，作為集中供電手段難度很大。分布式能源系統(tǒng)規(guī)模小，適合與可再生能源相結(jié)合［4］。

3　國(guó)內(nèi)分布式能源相關(guān)政策動(dòng)態(tài)

我國(guó)為了支持分布式能源的發(fā)展，在分布式能源的規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和管理方法上相繼出臺(tái)了系列文件，表1列出了我國(guó)與分布式能源相關(guān)的主要政策文件及要點(diǎn)。

4　分布式能源系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)

目前各國(guó)對(duì)分布式能源系統(tǒng)均開展了較多的研究，制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，筆者主要從分布式電源、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及儲(chǔ)能等方面介紹一些相關(guān)的國(guó)內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)。

4.1分布式電源

為規(guī)范分布式電源接入電網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安全運(yùn)行要求，結(jié)合分布式電源的特性，深入研究分布式電源對(duì)電網(wǎng)的影響，在充分吸收國(guó)外分布式電源并網(wǎng)的有關(guān)技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)成果的基礎(chǔ)上，制定了《分布式電源接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（NB/T32015—2013）。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了分布式電源接入電網(wǎng)運(yùn)行控制的技術(shù)要求，首先對(duì)電能計(jì)量點(diǎn)、上網(wǎng)電量、產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)等分布式電源基本屬性作出定義，然后對(duì)分布式電源并網(wǎng)的基本技術(shù)要求作出約束，考慮接入方式和接地方式，對(duì)分布式電源的功率控制、電壓調(diào)節(jié)、并網(wǎng)/離網(wǎng)控制、繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置、電能質(zhì)量、通信與自動(dòng)化等方面作出了具體的技術(shù)規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)適用于以同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、變流器等形式接入35 kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)的分布式電源。

具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括由中國(guó)電科院主編的能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《分布式電源接入電網(wǎng)測(cè)試技術(shù)規(guī)范》（NB/T33011—2014）、《分布式電源接入電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范》（NB/T 33010—2014）、《分布式電源孤島運(yùn)行控制規(guī)范》（NB/T 33013—2014）、《分布式電源接入電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范》（NB/T 33012—2014）等，這些標(biāo)準(zhǔn)分別從分布式電源的并網(wǎng)檢測(cè)項(xiàng)目及方法、并網(wǎng)/計(jì)劃性孤島運(yùn)行控制應(yīng)滿足的要求，以及并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備的功能等方面對(duì)并網(wǎng)分布式電源作了相應(yīng)的規(guī)范。該系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，對(duì)于規(guī)范分布式電源的有序并網(wǎng)、促進(jìn)分布式電源的持續(xù)健康發(fā)展、保障分布式電源和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

2014年7月，國(guó)家能源局公布了2014年第一批能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂計(jì)劃，其中《分布式電源接入及微電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)由能源行業(yè)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、西北電力設(shè)計(jì)院、西南電力設(shè)計(jì)院、江蘇省電力設(shè)計(jì)院、廣東省電力設(shè)計(jì)研究院等單位參與起草，計(jì)劃2016年完成制定。

2015年6月，IEEE（電氣和電子工程協(xié)會(huì)）P2030.9《微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)推薦性實(shí)踐》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)第一次工作組會(huì)議在北京召開。會(huì)議由工作組召集人中國(guó)電科院千人計(jì)劃引進(jìn)專家欒文鵬博士主持，來(lái)自IEEE SA、IEEE駐中國(guó)辦事處、國(guó)家電網(wǎng)公司、西門子、施耐德、天津大學(xué)等單位的代表參加討論。

4.2光伏發(fā)電

《光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)檢測(cè)規(guī)程》（GB/T 31365—2015）規(guī)定了光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)的檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)條件、檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)方法等，適用于通過(guò)35 kV及以上電壓等級(jí)并網(wǎng)，以及通過(guò)10 kV電壓等級(jí)與公共電網(wǎng)連接的新建、擴(kuò)建和改建光伏發(fā)電站，該標(biāo)準(zhǔn)于2015年9月1日起實(shí)施。

《光伏發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 31366—2015）規(guī)定了并網(wǎng)光伏發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及配置、系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、工作環(huán)境條件等技術(shù)要求，適用于通過(guò)35 kV及以上電壓等級(jí)并網(wǎng)，以及通過(guò)10 kV電壓等級(jí)與公共電網(wǎng)連接的新建、改建和擴(kuò)建光伏發(fā)電站，該標(biāo)準(zhǔn)于2015年9月1日起實(shí)施。

4.3風(fēng)力發(fā)電

《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通信》標(biāo)準(zhǔn)系列（GB/T30966）規(guī)定了風(fēng)電場(chǎng)中各組成部分（如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組）和參與者（如SCADA系統(tǒng)）之間通信的一般性要求。該標(biāo)準(zhǔn)定義了以下3個(gè)方面的內(nèi)容，并分別進(jìn)行建模來(lái)保證實(shí)現(xiàn)的可擴(kuò)展性：①風(fēng)電場(chǎng)信息模型；②信息交換模型；③信息模型和信息交換模型映射到標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約。

表1　分布式能源相關(guān)政策及其要點(diǎn)一覽表

《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T 19963—2011）對(duì)風(fēng)電場(chǎng)送出線路、有功功率、功率預(yù)測(cè)、無(wú)功容量、電壓控制、低電壓穿越和電能質(zhì)量等方面作出了規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)適用于通過(guò)110（66）kV及以上電壓等級(jí)線路與電力系統(tǒng)連接的新建或擴(kuò)建風(fēng)電場(chǎng)。

4.4儲(chǔ)能

能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（NB/T 33015—2014）、《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范》（NB/T 33014—2014）從確保并網(wǎng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全運(yùn)行、充分發(fā)揮其平抑可再生能源發(fā)電波動(dòng)等積極作用的角度，對(duì)接入配電網(wǎng)的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)在并網(wǎng)條件、運(yùn)行控制等方面進(jìn)行了規(guī)定。2015年5月，國(guó)家能源局公布了2015年第一批能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂計(jì)劃。其中包含了中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)主管制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站運(yùn)行指標(biāo)及評(píng)價(jià)》、《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范》及《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》。該系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，可促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)科學(xué)、有序并網(wǎng)，發(fā)揮其在電網(wǎng)中削峰填谷、提供緊急功率支撐等方面的積極作用。

2013年11月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)了2014年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計(jì)劃，其中《風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)調(diào)試及驗(yàn)收規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)主管，華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司、國(guó)網(wǎng)新能源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司參與起草，計(jì)劃2016年完成制定。該標(biāo)準(zhǔn)適用于35 kV及以上電壓等級(jí)與公共電網(wǎng)連接的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，主要技術(shù)內(nèi)容涉及：風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目安裝；升壓站、風(fēng)電分系統(tǒng)、光伏分系統(tǒng)、儲(chǔ)能分系統(tǒng)、無(wú)功補(bǔ)償裝置等設(shè)備的單體調(diào)試和分系統(tǒng)調(diào)試項(xiàng)目，技術(shù)要求，試驗(yàn)方法；風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)試運(yùn)前應(yīng)具備的條件；風(fēng)光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的單體與系統(tǒng)調(diào)試項(xiàng)目，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)整體聯(lián)合調(diào)試及驗(yàn)收，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)間聯(lián)合調(diào)試及驗(yàn)收的內(nèi)容、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法。

5　分布式能源是能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)

能源互聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)電子、電力、信息等技術(shù)，將大量分散的分布式能源連接起來(lái)，不僅實(shí)現(xiàn)了分布式能源的能量采集、上網(wǎng)，同時(shí)建立了各分布式能源間的互聯(lián)互通，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)及基于信息的智能調(diào)控，實(shí)現(xiàn)能源在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的高效互通。

2015年3月，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IEC/SC6宣布，我國(guó)主導(dǎo)的IEEE 1888標(biāo)準(zhǔn)正式成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)首個(gè)ISO/IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) （ISO 18880），這是我國(guó)主導(dǎo)的綠色信息通信技術(shù)（ICT）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的重大突破。IEEE 1888相當(dāng)于能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)，有了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就可以解決能源設(shè)備的互聯(lián)互通問(wèn)題，可以有效提升節(jié)能減排效率，為構(gòu)建寬范圍、跨專業(yè)的能源互聯(lián)網(wǎng)奠定重要基礎(chǔ)。

2015年6月，國(guó)家能源局正式確定《能源互聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃大綱》和12個(gè)支撐課題，同時(shí)成立中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，使能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展匯聚各方力量，齊心協(xié)力，共同推進(jìn)。另一方面，國(guó)家能源局將今年新增光伏電站規(guī)模定為1 780萬(wàn)kW，大大超出社會(huì)預(yù)期，且不再對(duì)分布式光伏建設(shè)規(guī)模提出限制。在國(guó)家大力發(fā)展光伏的同時(shí)，對(duì)分布式能源的建設(shè)更顯偏愛，未來(lái)分布式能源發(fā)展必定是能源互聯(lián)網(wǎng)的重頭戲。

從能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建角度來(lái)看，分布式能源是其必須具備的網(wǎng)絡(luò)“節(jié)點(diǎn)”。能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建基礎(chǔ)需要大量分散分布的小型發(fā)電站，通過(guò)“網(wǎng)”將分散化的能源集中起來(lái)并分別調(diào)配，從而實(shí)現(xiàn)能源獲得的廣度及能源利用的深度雙向提升。

從能源互聯(lián)網(wǎng)的功能角度來(lái)看，大數(shù)據(jù)應(yīng)用、微網(wǎng)調(diào)配、充電樁等都需要分布式能源支撐。從大數(shù)據(jù)應(yīng)用來(lái)看，大數(shù)據(jù)應(yīng)用需要建立在容量足夠大的信息樣本上，需要電力消費(fèi)、供給、輸配等一系列數(shù)據(jù)，而分布式能源擁有分散化（提供不同地區(qū)的電力特征數(shù)據(jù)）、體量大等（小型電站個(gè)體樣本數(shù)量龐大），恰恰滿足了大數(shù)據(jù)信息樣本的要求。從微網(wǎng)調(diào)配來(lái)看，能源互聯(lián)網(wǎng)較傳統(tǒng)智能電網(wǎng)最大的不同在于改變傳統(tǒng)的集中配送，實(shí)現(xiàn)用戶終端電力的互聯(lián)互通。這一互聯(lián)互通的微網(wǎng)建立，必須以多個(gè)分布式能源發(fā)電站為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)局部整合、統(tǒng)一供需的格局。從新能源汽車必需的充電樁角度來(lái)看，新能源汽車以電力為動(dòng)力源，其交通工具的特性要求及能源供給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”特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了新能源汽車電力供給的便捷性，這也是支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

未來(lái)我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建是，第一步對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)的改造，以適應(yīng)分布式能源的接入；第二步將現(xiàn)有分布式能源接入，實(shí)現(xiàn)推廣前的初步探索，包括在輸配、交易、效率等領(lǐng)域的提升；第三步是全面推廣，將分布式能源大量推廣后接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的最終成型。

6　結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)“十二五”規(guī)劃明確提出，要大力促進(jìn)分布式能源系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用，分布式能源技術(shù)將是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。我國(guó)也出臺(tái)了很多相關(guān)政策，推動(dòng)了分布式能源技術(shù)的發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)直接關(guān)系到分布式能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，建立一個(gè)科學(xué)、系統(tǒng)、有序和能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整的分布式能源標(biāo)準(zhǔn)體系，能夠全面滿足科研、產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的需要，是分布式能源產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)支撐。

［1］徐建中，隋軍，金紅光.分布式能源系統(tǒng)現(xiàn)狀及趨勢(shì)［J］.太陽(yáng)能，2004（4）：14-16.

［2］金紅光，鄭丹星，徐建中.分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)裝置及應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力工業(yè)出版社，2010.

［3］隋軍，金紅光，林汝謀，等.分布式供能及其系統(tǒng)集成［J］.科技導(dǎo)報(bào)，2007，25（24）：58-62.

［4］徐建中.科學(xué)用能與分布式能源系統(tǒng) ［J］.中國(guó)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；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；能源互聯(lián)網(wǎng)

Distributed Energy；TechnicalStandard；Energy Internet

TK018

A

1672-0555（2016）01-070-05

2015年10月

郭井寬（1982—），男，碩士，工程師，主要從事標(biāo)準(zhǔn)化研究工作