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分布式能源系統：你身邊的光與熱

從前有座山，山里有間房，房里有個(gè)小明在等天亮。

“聽(tīng)說(shuō)暴風(fēng)雨把輸電線(xiàn)弄斷了……”小明趴在窗口，邊聽(tīng)著(zhù)外面的風(fēng)聲邊想，“看來(lái)今天晚上動(dòng)畫(huà)片的大結局是趕不上了……郁悶。”

“電是人類(lèi)的好朋友，我一分一秒都離不開(kāi)它。”在這個(gè)黑漆漆的夜晚，小明再一次深深感受到了電的重要性。

不得不說(shuō)，小明真相了。從電*次在我們的生活中應用開(kāi)始，我們就再也離不開(kāi)它了。而現在，若是哪里突然停電，想必會(huì )有幾十上百個(gè)小明坐在窗前等天亮吧。

那么，怎樣才能讓大家方便地用上綠色環(huán)保且安全穩定的電呢？工程師們也是操碎了心。終于，他們開(kāi)發(fā)出了分布式能源系統（Distributed energy systems，簡(jiǎn)稱(chēng)DES），來(lái)解決這些問(wèn)題。

點(diǎn)擊圖片，觀(guān)看定格動(dòng)畫(huà)，帶你了解分布式能源系統是如何為身邊的幸福供電的

近一點(diǎn)，再近一點(diǎn)

在解釋什么是分布式能源系統之前，我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)現在大多數人家里的電是怎么來(lái)的。目前，全球大部分地區電力供應的基本模式是集中式供電。電從“在山的那邊，海的那邊”的大型集中式電廠(chǎng)生產(chǎn)，通過(guò)高壓輸電線(xiàn)路翻山越嶺來(lái)到變電站，在那里降壓后再通過(guò)本地配電網(wǎng)到達千家萬(wàn)戶(hù)。

集中式電廠(chǎng)可以離咱家多遠呢？西門(mén)子參與建設的全球首條1100kV高壓直流輸電線(xiàn)路能將在新疆昌吉產(chǎn)生的電力輸送到3300公里外的安徽古泉，也是厲害了！

而分布式能源系統跟這種傳統模式*相反，它使用分布式發(fā)電，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是“在哪兒用電，就在哪兒發(fā)電”。其實(shí)，這種模式也不是近幾年才有的。1879年初，西門(mén)子就接到了一筆來(lái)自清政府的“照明設備”訂單。西門(mén)子提供了一臺10馬力的蒸汽發(fā)電機，用于上海港的照明，大大提高了港口的工作效率。

幾百年過(guò)去，現代的分布式發(fā)電依然貼近用戶(hù)，而且變得更*、智能?，F在，人們不僅可以利用天然氣發(fā)電，還能綜合利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)等可再生能源，以更加高效環(huán)保的方式源源不斷地生產(chǎn)電力。

分布式發(fā)電設備與相應的能源管理解決方案有機結合起來(lái)就形成了一個(gè)較簡(jiǎn)單的分布式能源系統單元。再給大家正經(jīng)、嚴肅地解釋一下這個(gè)概念：分布式能源系統是以天然氣、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能和其它可再生的清潔能源為一次能源，在用戶(hù)現場(chǎng)或靠近用戶(hù)現場(chǎng)的小型或微型獨立輸出電和熱（冷）能的系統。它可以根據用戶(hù)的特定需求量身定制，例如降低能源成本、提高能源效率、確保供電穩定性，以及降低碳排放等。一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)簡(jiǎn)單的分布式能源系統單元中，發(fā)電設備產(chǎn)生的電力可以直接通過(guò)配電網(wǎng)到達用電端，可以說(shuō)是非常直接便利了！

然而，大家都知道，像太陽(yáng)能和風(fēng)能這樣的可再生能源都具有波動(dòng)性。比如，如果今天晴空*，那光伏發(fā)電量肯定是杠杠的。但如果陰雨連綿，那想要太陽(yáng)能發(fā)電就有點(diǎn)有心無(wú)力了。大家可能會(huì )說(shuō)，那我就在區域里多安裝幾種不同類(lèi)型的發(fā)電裝置，如果不能使用太陽(yáng)能發(fā)電就采用風(fēng)能發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電也行不通就利用生物質(zhì)發(fā)電，這樣不就好了嗎？這的確是一個(gè)好方法，但如果這些不同的發(fā)電裝置都各自通過(guò)不同的耦合點(diǎn)直接與配電網(wǎng)相連，那么不僅主電網(wǎng)要承受不小的沖擊，各個(gè)發(fā)電裝置之間也無(wú)法互相協(xié)調。

因此，為了更好地管理區域內各種分布式發(fā)電資源或一次管理多個(gè)能源系統，讓大家每時(shí)每刻都能愉快地用電，神奇的微電網(wǎng)就誕生了。分布式發(fā)電設備、儲能設備、負荷與包括微電網(wǎng)管理技術(shù)等在內的能源管理解決方案相結合就形成了微網(wǎng)能源系統。

微電網(wǎng)就像區域內各個(gè)發(fā)電資源或系統的“指導員”。面對“任性”的不同種類(lèi)的能源，微電網(wǎng)能夠借助數字技術(shù)并配合儲能設備，完成對冷、熱、電的調度和控制，最終實(shí)現能源供應、儲能和能源需求之間的平衡。這樣一來(lái)，達成內部平衡的能源系統就可以通過(guò)單個(gè)耦合點(diǎn)與主電網(wǎng)連接，避免了對主電網(wǎng)的沖擊。

結合能源管理技術(shù)，微電網(wǎng)的運行模式也是非常靈活的。根據用戶(hù)的需要，它既可以接入主電網(wǎng)，又可以離網(wǎng)獨立運行。當接入主電網(wǎng)時(shí)，它可以向電力不足的主電網(wǎng)輸送電力，也可以從電力充足的主電網(wǎng)那里獲得多余電力。而當它與主電網(wǎng)斷開(kāi)，就會(huì )以孤島模式運行。在孤島模式下，微電網(wǎng)可以為遠離主電網(wǎng)的區域（如山區）提供電力。

其實(shí)，分布式能源系統已經(jīng)默默走進(jìn)了我們的日常生活。無(wú)論是辦公樓、酒店、超市等商業(yè)建筑，學(xué)校、醫院、游樂(lè )園等公共場(chǎng)所，還是工業(yè)園區、住宅區、農村、軍事基地等，都是分布式能源系統的主要應用場(chǎng)景。分布式能源系統可以離你很近很近，就在你身邊，支撐每一份由電力為你帶來(lái)的小幸福。

重要的優(yōu)點(diǎn)講四個(gè)

那么，分布式能源系統到底哪里好？今天，我們就以小明同學(xué)的生活為例，給大家講講分布式能源系統的四個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。

首先，分布式能源系統的基本運行模式是“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，通俗點(diǎn)說(shuō)就是消費者翻身做主人啦！例如，在小明家，以前都是“用電—交電費—用電”的模式，然而現在不一樣了！如果小明家的小區用上了分布式能源系統，那他們就可以用上小區自己發(fā)的電。而且，如果今天的電發(fā)多了，就可以將部分電力賣(mài)給電網(wǎng)。這樣一來(lái)，用戶(hù)的用電成本變低，豈不是美滋滋？

其次，小明家的小區用上分布式能源系統以后得到的可不只是電而已。由于分布式能源系統在發(fā)電時(shí)采用熱電聯(lián)產(chǎn)，燃氣輪機機組發(fā)電產(chǎn)生的熱量可以被蒸汽輪機機組再次利用，而在被用過(guò)兩輪以后，剩下的熱量還可以用來(lái)供熱和供冷，相當于冷熱電三聯(lián)供，一舉三得，是不是棒棒噠！

另外，還記得文章開(kāi)頭時(shí)那個(gè)趴在窗口等天亮的小明嗎？有了分布式能源系統，晚上看動(dòng)畫(huà)片大結局這個(gè)事兒就妥了。由于分布式能源系統就部署在用戶(hù)附近，所以避免了惡劣天氣等對遠距離輸電的影響，安全可靠。而如果用電端采用的是分布式能源系統配合主電網(wǎng)的能源模式，那么一旦主電網(wǎng)出現故障，微電網(wǎng)就可以立刻脫離主電網(wǎng)，采用自主供電，恢復電力。知道了這個(gè)知識的小明，默默流下了感動(dòng)的淚水。

最后，由于發(fā)電時(shí)多使用清潔能源或可再生能源，分布式能源系統是非常環(huán)境友好的。作為一個(gè)熱愛(ài)地球、致力于控制碳排放的好孩子，小明表示很滿(mǎn)意，并點(diǎn)了個(gè)贊。

我很牛，而且我牛得很全面

知道了分布式能源系統的這么多好處，那分布式能源系統到底怎么建呀？

身為一篇不做作的廣告帖，接下來(lái)就給大家講講西門(mén)子是怎么助力合作伙伴建立分布式能源系統的。

謙虛地說(shuō)，西門(mén)子是世界上一家產(chǎn)品覆蓋從發(fā)電端到能源管理端的完整分布式能源系統的公司。

在發(fā)電端，西門(mén)子可以為小規模發(fā)電項目（如獨棟樓宇）提供靈活可靠的燃氣內燃機，也可以憑借高效的小型燃氣輪機、小型蒸汽輪機和配套發(fā)電機，助力客戶(hù)建造聯(lián)合循環(huán)和熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)，實(shí)現高能效與環(huán)境友好。同時(shí)，針對可再生能源發(fā)電，西門(mén)子不但能為太陽(yáng)能光伏解決方案提供變壓器、配電柜等組件，也能提供風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電的相關(guān)產(chǎn)品。

說(shuō)到西門(mén)子在分布式發(fā)電領(lǐng)域的拳頭產(chǎn)品，一定不能不提SGT-800型燃氣輪機。由于出色的效率和高可靠性，SGT-800型燃氣輪機非常適合聯(lián)合循環(huán)應用以及熱電聯(lián)產(chǎn)，燃料利用率更可以高達80%以上。它的高可用性、高效率和低排放的特點(diǎn)也讓它的生命周期成本更低，且更加環(huán)境友好，實(shí)為分布式發(fā)電項目*的佳品！

2016年，西門(mén)子攜手杭州汽輪機股份有限公司（杭汽輪），為協(xié)鑫集團的分布式能源項目提供4臺SGT-800型燃機輪機機組。2017年，西門(mén)子又與杭汽輪合作，為中國電力國際發(fā)展有限公司旗下的中電（成都）綜合能源有限公司提供兩臺SGT-800型燃氣輪機，將用于四川省成都高新科技產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區西部園區的分布式能源站項目。怎么樣，SGT-800雖然身材“嬌小”，但發(fā)展潛力可是大大的！

電生產(chǎn)出來(lái)后，要如何讓用戶(hù)用得放心呢？這就要依靠高效的能源管理啦！

在能源管理方面，為大程度減少客戶(hù)在實(shí)施項目時(shí)的不確定性，西門(mén)子的DESS®SIMPSON軟件可幫助客戶(hù)完成項目可行性分析，對項目運行收益等進(jìn)行仿真并生成項目財務(wù)評價(jià)、技術(shù)評價(jià)、KPI指標等，讓客戶(hù)在項目開(kāi)始前就先對全局有清晰的把握。

客戶(hù)還可以借助西門(mén)子的PSS®SINCAL軟件實(shí)現對分布式能源系統的技術(shù)仿真，以評估不同新能源組合的經(jīng)濟性、可靠性、需求反應以及在一年或一年以上的并網(wǎng)或孤島運行模式下任何微電網(wǎng)的詳細電力行為，幫助客戶(hù)優(yōu)化微網(wǎng)設計以使利益最大化。

那么，項目運行后要如何管理呢？這個(gè)也不成問(wèn)題，西門(mén)子功能強大的Spectrum Power分布式微網(wǎng)管理系統能“眼觀(guān)六路”，實(shí)現對整個(gè)系統的全天候監控。它還能根據時(shí)間、階梯能源價(jià)格、對冷熱電負荷的預測等完成資源調配，達到總能源成本最低，并自動(dòng)消減超出限值的光伏或風(fēng)能，保持系統穩定性。

目前，西門(mén)子的微電網(wǎng)自動(dòng)化和數字化技術(shù)已經(jīng)應用在了很多地方。舉幾個(gè)高大上的例子：西門(mén)子已經(jīng)與 LO3能源公司攜手，為紐約布魯克林的一個(gè)社區提供了基于區塊鏈技術(shù)的微電網(wǎng)系統，讓社區能夠自己計量用電和發(fā)電量，并通過(guò)自動(dòng)拍賣(mài)來(lái)決定為每千瓦時(shí)的電力支付多少錢(qián)。

你可能要問(wèn)，如果區域中有多種能源的話(huà)，微電網(wǎng)真的能管得過(guò)來(lái)嗎？有了西門(mén)子，這個(gè)也不成問(wèn)題，在德國就有一個(gè)成功的案例。為完成2050年能源改革，德國政府在一個(gè)名叫Wildpoldsried的小鎮上實(shí)施了能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目，而西門(mén)子在項目中可是幫了大忙的。利用屋頂光伏、風(fēng)力發(fā)電、沼氣發(fā)電、冷熱電三聯(lián)供等，小鎮的發(fā)電量可達鎮上2500人所需電量的300%以上。面對種類(lèi)繁多的能源，西門(mén)子建立的智能微電網(wǎng)系統可以配合西門(mén)子的儲能系統，對這些可再生能源發(fā)電設備進(jìn)行統一管理與控制，實(shí)現供需平衡，并與主電網(wǎng)協(xié)調互補，保證微電網(wǎng)和周邊電網(wǎng)穩定。這樣一來(lái)，不僅居民電費減少、發(fā)電設備更高效安全，小鎮也能實(shí)現能源平衡流動(dòng)與供電穩定。

不過(guò)，你可不要以為微電網(wǎng)只能建在城市或者郊區，在*管理系統的幫助下，微電網(wǎng)雖然暫時(shí)還上不了天，但也能建到海拔很高的地方。在中國，西門(mén)子為在西藏的目前國內規模最大、海拔最高的離網(wǎng)型能源系統工程中的光伏電站提供了Spectrum Power分布式微網(wǎng)管理系統，實(shí)現了對太陽(yáng)能發(fā)電裝置、儲能和柴油發(fā)電裝置的協(xié)調、優(yōu)化以及能源管理。在項目中，所有微電網(wǎng)內設備均可遠程啟動(dòng)和控制，并配有自動(dòng)調節模式，這讓變電站只需1人值班就可解決所有問(wèn)題。此外，系統還可以預測極端天氣，并制定發(fā)電計劃，將所有儲能設備提前充滿(mǎn)，保證微電網(wǎng)持續供電。

說(shuō)了這么多，其實(shí)西門(mén)子的完整分布式能源系統解決方案也早有應用了。目前，它已成功應用在美國紐約市的布朗克斯（Bronx）區，并帶來(lái)了切實(shí)的好處。該區域內包括35棟建筑、14000個(gè)公寓，共計約6萬(wàn)名居民。西門(mén)子為布朗克斯區提供了熱電聯(lián)產(chǎn)系統、DCS控制系統以及微電網(wǎng)控制系統，可為區域靈活供電、供熱和制冷。通過(guò)采用西門(mén)子的分布式能源系統解決方案，不僅電廠(chǎng)的投資回報期小于五年，布朗克斯區所購電力的溫室氣體排放和燃油消耗也降低了50% 以上。

總而言之，跟西門(mén)子攜手，小伙伴們就可以愉快地搭建分布式能源系統啦！更愉快的是，如果采用來(lái)自同一公司的系統集成方案，不僅系統各個(gè)部分之間能實(shí)現無(wú)縫連接、*兼容，而且與客戶(hù)的接口也只有一個(gè)，大大方便了項目實(shí)施，省心省力。

最后，我們再來(lái)回顧一下文章主旨：分布式能源好??！它讓光和熱更近一點(diǎn)，也讓舒適的生活離你更近一點(diǎn)。