分散式風電應用場景、原理、實際運用及國家政策全解

　　分布式風力發電系統主要運用領域:可在農村、牧區、山區，發展中的大、中、小城市或商業區附近建造，解決當地用戶用電需求。

　　分布式風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。系統主要由風力發電機、蓄電池、控制器、并網逆變器組成，依據現有風車技術，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。

　　1、環境適應性強，無論是高原、山地，還是海島、邊遠地區，只要風能達到一定的條件，都可以正常運行，為用戶終端供電。

　　2、分布式風力發電系統中各電站相互獨立，用戶由于可以自行控制，不會發生大規模停電事故，所以安全可靠性比較高。

　　3、分布式風力發電可以彌補大電網安全穩定性的不足，在意外災害發生時繼續供電，已成為集中供電方式不可缺少的重要補充。

　　4、可對區域電力的質量和性能進行實時監控，非常適合向農村、牧區、山區，發展中的中、小城市或商業區的居民供電，可大大減小環保壓力。

　　5、輸配電損耗很低，甚至沒有，無需建配電站，可降低或避免附加的輸配電成本，同時土建和安裝成本低。

　　6、可以滿足特殊場合的需求，如用于重要集會或慶典的(處于熱備用狀態的)移動分散式發電車。

　　7、調峰性能好，操作簡單，由于參與運行的系統少，啟?？焖?，便于實現全自動。

　　風力發電從技術角度可以分為恒速恒頻和變速恒頻兩種類型。

　　當風力發電機與電網并聯運行時，要求風力發電機的頻率與電網頻率保持一致，即恒頻。恒速恒頻指在風力發電過程中，保持發電機的轉速不變，從而得到恒定的頻率。采用的恒速恒頻發電機存在風能利用率低、需要無功補償裝置、輸出功率不可控、葉片特性要求高等不足，成為制約并網風電場容量和規模的嚴重障礙。

　　變速恒頻是指在風力發電過程中發電機的轉速可隨風速變化，通過其他控制方式來得到恒定的頻率。變速恒頻發電是20世紀70年代中后期逐漸發展起來的一種新型風力發電技術，通過調節發電機轉子電流的大小、頻率和相位，或變槳距控制，實現轉速的調節，可在很寬的風速范圍內保持近乎恒定的最佳葉尖速比，進而實現追求風能最大轉換效率;同時又可以采用一定的控制策略靈活調節系統的有功、無功功率，抑制諧波、減少損耗、提高系統效率，因此可以大大提高風電場并網的穩定性。盡管變速系統與恒速系統相比，風電轉換裝置中的電力電子部分比較復雜和昂貴，但成本在大型風力發電機組中所占比例并不大，因而發展變速恒頻技術將是今后風力發電的必然趨勢。

　　變速恒頻技術因其利用風能充分、控制系統先進、靈活而成為風電技術的主流。在實際利用中，分布式風力發電一般與其他發電形式相互組合，例如風力發電同太陽能發電相組合形成的風光互補發電系統;風力發電同柴油機組發電組合形成的"風油"發電系統;還有三者共同組合成的"風光油"發電系統。

　　風光互補發電系統不同地區根據各自不同的特點選擇適合自身條件的組合形式，充分利用環境優勢發展新型能源。尤其值得關注的是"風光"組合發電系統，使用純天然、無污染的風能和光能發電，代表著分布式發電技術的未來發展方向。

　　從嚴格意義上來說，風能也是來自于太陽能，是太陽對地球大氣造成影響產生的氣流，無論是在時間還是在空間上，二者都有著很強的互補性，太陽能光伏發電技術和風力發電技術在環境適應性上不相上下，都適合建立分布式發電機組，二者組合擁有良好的匹配性，在未來很長一段時間里會成為引領可再生能源開發的趨勢潮流。

　　從風能資源的地域分布上看，越是位置偏遠、人煙稀少的地方風能資源就越豐富，而這些地方無論是交通成本還是常規電網供電成本都相當的高，由于人口稀少，用電負荷普遍不高，在這些地區周邊發展風力發電，能夠充分利用好豐富的風能資源，除供應周邊居民用電外，還可以接入大電網支持周邊城市的電網供應。

　　考慮到分布式發電系統的安全性、可靠性、經濟性與適用廣泛性的要求，需要風力發電機有較寬的工作風速范圍(3-25m/s)，在不穩定的自然風況中，能可靠運行并有良好的電能品質，能捕獲最大風能以提高發電效率、降低單位功率發電成本。

　　大型風力發電機以上技術在大型風力發電機中得到了較好的解決，例如，為捕獲最大風能，大型風力發電機主要通過兩個階段來實現。在額定風速(14m/s)以下時，通過調節發電機反力距使轉速跟隨風速變化，在高于額定風速時，通過變槳距系統使系統輸出功率穩定。所謂變槳距指安裝在輪載上的葉片通過控制改變其風源WP-5000A風力發電機槳距角的大小，定槳距是指槳葉與輪載的連接是固定的，槳距角固定不變，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。

　　中小型風力發電機在中小型風力發電機方面，面向分布式發電的高效、可靠、低成本、大功率(5-50kW) 的并網型變槳距中小型風力發電機，輸出功率不會因風速大于額定風速而下降。

　　從分布式電源本身入手提高電能質量。如風源WP-5000A風力發電機，額定功率:5000瓦，最大功率:6500瓦，啟動風速:0.2米/秒~0.4米/秒，額定風速:12米/秒，工作風速:1.8米/秒~25米/秒，當風速大于額定風速12米/秒時，其輸出功率仍然向上平緩上升，所獲風能并沒減少，發電效率高，非常符合分布式風能發電的要求。

　　分布式發電的引入使得配電網的結構發生根本性變化，主要表現在分布式發電的引入使傳統的配電網絡規劃、運行(如無功補償、電壓控制等)發生徹底改變，配電網自動化和需求側管理的內容也需要重新加以考慮，分布式電源之間的控制和調度必須加以協調。

　　配電網規劃是動態規劃問題，其動態屬性同其維數密切相關，配電網本身節點數非常多，系統增加大量分布式發電機節點使得在所有可能網絡結構中尋找最優網絡布置方案更加困難。因此，系統運行規劃者必須準確評估這些影響，尋求精確的負荷預測和合適的優化方法，并給出DG最優位置和容量以保證含DG的配電系統運行安全性和經濟性。

　　中國地區電網的電源接入的網架有限，大量分布式電源接入配電網將給電網的電源平衡帶來難度。一般地區電網的負荷主要為民用負荷，因此負荷的峰谷差較大，風力發電的隨機性、反調峰性給電網的調峰以及常規火電機組的開機方式安排增加了難度，必須做到盡可能多地接納風電電力，同時保證火電機組運行的經濟性。

　　大多數配電系統其結構呈放射狀，采用這種結構的主要目的是為了運行的簡易性和線路過電流保護的經濟性，當配電網中接人了分布式電源之后，放射狀網絡將變成遍布電源和用戶的互聯網絡，潮流在變電站母線與負荷點間不定向流動，這對配電網原有的繼電保護將產生較大影響。

　　我國是人口大國，也是能源消耗大國，隨著經濟的發展對電能的需求愈加迫切，傳統的火力發電已經很難滿足社會的電能需求，而且日益突出的環境問題也不適合再大力發展以燃煤為主的火力發電。放眼全球，能源緊張已經成為困擾世界各國的一大難題，能源安全成為新的國際問題。在這種背景下，大力發展可再生能源成為解決這一難題的有效途徑。分布式風力發電技術投資小，見效快，無二次污染，系統運行安全可靠，是解決我國環境污染和保障我國電力安全的重要途徑之一。

　　分布式風力發電除直接向終端電能用戶提供電能外，還可以將分布式發電供能系統以微網的形式接入電網，與大電網并網運行，相互支撐，在電能利用結構上，有效調節用電峰谷，減輕用電高峰期電網負荷壓力，促進電能資源的優化配置，是發揮分布式風力發電供能系統效能的最有效方式。

　　在眾多的可再生能源中，風電資源是目前應用最為廣泛、技術條件最完備、投資成本與產出比例最高的一種，隨著分布式發電與供能技術的發展，風能與太陽能等可再生能源作為分布式電源并網發電是必然趨勢。我國風能資源分布廣泛，很多地區都具備利用風能建設分布式風力發電廠的優良條件，當前應當大力發展可再生能源，加大對相關科學研究項目的投入力度，提高風力發電裝備制造水平，對分布式發電系統與接入電網并網運行相關控制技術加快研究步伐，盡快優化電網運行結構，提高電力資源的利用率。

　　行會對傳統電網的運行穩定性和整個電力系統的系統控制和繼電保護帶來一定的影響，所以相關的微網運行控制技術和關鍵的電子設備研發技術一定要研究成熟。分布式風力發電機按照機組容量可以分為大型風力發電機組與中小型風力發電機組。我國幅員遼闊，邊遠地區架設輸送電網路十分艱難，采用分布式發電機組實行離網發電可以有效解決邊遠地區的用電難題。