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分布式能源系統(tǒng)：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。

“聽說暴風(fēng)雨把輸電線弄斷了……”小明趴在窗口，邊聽著外面的風(fēng)聲邊想，“看來(lái)今天晚上動(dòng)畫片的大結(jié)局是趕不上了……郁悶。”

“電是人類的好朋友，我一分一秒都離不開它。”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，小明真相了。從電*次在我們的生活中應(yīng)用開始，我們就再也離不開它了。而現(xiàn)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(wěn)定的電呢？工程師們也是操碎了心。終于，他們開發(fā)出了分布式能源系統(tǒng)（Distributed energy systems，簡(jiǎn)稱DES），來(lái)解決這些問題。

點(diǎn)擊圖片，觀看定格動(dòng)畫，帶你了解分布式能源系統(tǒng)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(tǒng)之前，我們先來(lái)說說現(xiàn)在大多數(shù)人家里的電是怎么來(lái)的。目前，全球大部分地區(qū)電力供應(yīng)的基本模式是集中式供電。電從“在山的那邊，海的那邊”的大型集中式電廠生產(chǎn)，通過高壓輸電線路翻山越嶺來(lái)到變電站，在那里降壓后再通過本地配電網(wǎng)到達(dá)千家萬(wàn)戶。

集中式電廠可以離咱家多遠(yuǎn)呢？西門子參與建設(shè)的全球首條1100kV高壓直流輸電線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(tǒng)跟這種傳統(tǒng)模式*相反，它使用分布式發(fā)電，簡(jiǎn)單來(lái)說，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，西門子就接到了一筆來(lái)自清政府的“照明設(shè)備”訂單。西門子提供了一臺(tái)10馬力的蒸汽發(fā)電機(jī)，用于上海港的照明，大大提高了港口的工作效率。

幾百年過去，現(xiàn)代的分布式發(fā)電依然貼近用戶，而且變得更*、智能?，F(xiàn)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(shè)備與相應(yīng)的能源管理解決方案有機(jī)結(jié)合起來(lái)就形成了一個(gè)較簡(jiǎn)單的分布式能源系統(tǒng)單元。再給大家正經(jīng)、嚴(yán)肅地解釋一下這個(gè)概念：分布式能源系統(tǒng)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，在用戶現(xiàn)場(chǎng)或靠近用戶現(xiàn)場(chǎng)的小型或微型獨(dú)立輸出電和熱（冷）能的系統(tǒng)。它可以根據(jù)用戶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(wěn)定性，以及降低碳排放等。一般來(lái)說，在一個(gè)簡(jiǎn)單的分布式能源系統(tǒng)單元中，發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電力可以直接通過配電網(wǎng)到達(dá)用電端，可以說是非常直接便利了！

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，那我就在區(qū)域里多安裝幾種不同類型的發(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(diào)。

因此，為了更好地管理區(qū)域內(nèi)各種分布式發(fā)電資源或一次管理多個(gè)能源系統(tǒng)，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(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、負(fù)荷與包括微電網(wǎng)管理技術(shù)等在內(nèi)的能源管理解決方案相結(jié)合就形成了微網(wǎng)能源系統(tǒng)。

微電網(wǎng)就像區(qū)域內(nèi)各個(gè)發(fā)電資源或系統(tǒng)的“指導(dǎo)員”。面對(duì)“任性”的不同種類的能源，微電網(wǎng)能夠借助數(shù)字技術(shù)并配合儲(chǔ)能設(shè)備，完成對(duì)冷、熱、電的調(diào)度和控制，最終實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)、儲(chǔ)能和能源需求之間的平衡。這樣一來(lái)，達(dá)成內(nèi)部平衡的能源系統(tǒng)就可以通過單個(gè)耦合點(diǎn)與主電網(wǎng)連接，避免了對(duì)主電網(wǎng)的沖擊。

結(jié)合能源管理技術(shù)，微電網(wǎng)的運(yùn)行模式也是非常靈活的。根據(jù)用戶的需要，它既可以接入主電網(wǎng)，又可以離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)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(dāng)它與主電網(wǎng)斷開，就會(huì)以孤島模式運(yùn)行。在孤島模式下，微電網(wǎng)可以為遠(yuǎn)離主電網(wǎng)的區(qū)域（如山區(qū)）提供電力。

其實(shí)，分布式能源系統(tǒng)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(yī)院、游樂園等公共場(chǎng)所，還是工業(yè)園區(qū)、住宅區(qū)、農(nóng)村、軍事基地等，都是分布式能源系統(tǒng)的主要應(yīng)用場(chǎng)景。分布式能源系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的四個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。

首先，分布式能源系統(tǒng)的基本運(yùn)行模式是“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，通俗點(diǎn)說就是消費(fèi)者翻身做主人啦！例如，在小明家，以前都是“用電—交電費(fèi)—用電”的模式，然而現(xiàn)在不一樣了！如果小明家的小區(qū)用上了分布式能源系統(tǒng)，那他們就可以用上小區(qū)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給電網(wǎng)。這樣一來(lái)，用戶的用電成本變低，豈不是美滋滋？

其次，小明家的小區(qū)用上分布式能源系統(tǒng)以后得到的可不只是電而已。由于分布式能源系統(tǒng)在發(fā)電時(shí)采用熱電聯(lián)產(chǎn)，燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組發(fā)電產(chǎn)生的熱量可以被蒸汽輪機(jī)機(jī)組再次利用，而在被用過兩輪以后，剩下的熱量還可以用來(lái)供熱和供冷，相當(dāng)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(tǒng)，晚上看動(dòng)畫片大結(jié)局這個(gè)事兒就妥了。由于分布式能源系統(tǒng)就部署在用戶附近，所以避免了惡劣天氣等對(duì)遠(yuǎn)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(tǒng)配合主電網(wǎng)的能源模式，那么一旦主電網(wǎng)出現(xiàn)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(fù)電力。知道了這個(gè)知識(shí)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(tǒng)是非常環(huán)境友好的。作為一個(gè)熱愛地球、致力于控制碳排放的好孩子，小明表示很滿意，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(tǒng)的這么多好處，那分布式能源系統(tǒng)到底怎么建呀？

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

謙虛地說，西門子是世界上一家產(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(tǒng)的公司。

在發(fā)電端，西門子可以為小規(guī)模發(fā)電項(xiàng)目（如獨(dú)棟樓宇）提供靈活可靠的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，也可以憑借高效的小型燃?xì)廨啓C(jī)、小型蒸汽輪機(jī)和配套發(fā)電機(jī)，助力客戶建造聯(lián)合循環(huán)和熱電聯(lián)產(chǎn)電廠，實(shí)現(xiàn)高能效與環(huán)境友好。同時(shí)，針對(duì)可再生能源發(fā)電，西門子不但能為太陽(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。

說到西門子在分布式發(fā)電領(lǐng)域的拳頭產(chǎn)品，一定不能不提SGT-800型燃?xì)廨啓C(jī)。由于出色的效率和高可靠性，SGT-800型燃?xì)廨啓C(jī)非常適合聯(lián)合循環(huán)應(yīng)用以及熱電聯(lián)產(chǎn)，燃料利用率更可以高達(dá)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(xiàng)目*的佳品！

2016年，西門子攜手杭州汽輪機(jī)股份有限公司（杭汽輪），為協(xié)鑫集團(tuán)的分布式能源項(xiàng)目提供4臺(tái)SGT-800型燃機(jī)輪機(jī)機(jī)組。2017年，西門子又與杭汽輪合作，為中國(guó)電力國(guó)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(tái)SGT-800型燃?xì)廨啓C(jī)，將用于四川省成都高新科技產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)西部園區(qū)的分布式能源站項(xiàng)目。怎么樣，SGT-800雖然身材“嬌小”，但發(fā)展?jié)摿墒谴蟠蟮模?/p>

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

在能源管理方面，為大程度減少客戶在實(shí)施項(xiàng)目時(shí)的不確定性，西門子的DESS®SIMPSON軟件可幫助客戶完成項(xiàng)目可行性分析，對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行收益等進(jìn)行仿真并生成項(xiàng)目財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)、技術(shù)評(píng)價(jià)、KPI指標(biāo)等，讓客戶在項(xiàng)目開始前就先對(duì)全局有清晰的把握。

客戶還可以借助西門子的PSS®SINCAL軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式能源系統(tǒng)的技術(shù)仿真，以評(píng)估不同新能源組合的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、需求反應(yīng)以及在一年或一年以上的并網(wǎng)或孤島運(yùn)行模式下任何微電網(wǎng)的詳細(xì)電力行為，幫助客戶優(yōu)化微網(wǎng)設(shè)計(jì)以使利益最大化。

那么，項(xiàng)目運(yùn)行后要如何管理呢？這個(gè)也不成問題，西門子功能強(qiáng)大的Spectrum Power分布式微網(wǎng)管理系統(tǒng)能“眼觀六路”，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的全天候監(jiān)控。它還能根據(jù)時(shí)間、階梯能源價(jià)格、對(duì)冷熱電負(fù)荷的預(yù)測(cè)等完成資源調(diào)配，達(dá)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(tǒng)穩(wěn)定性。

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

你可能要問，如果區(qū)域中有多種能源的話，微電網(wǎng)真的能管得過來(lái)嗎？有了西門子，這個(gè)也不成問題，在德國(guó)就有一個(gè)成功的案例。為完成2050年能源改革，德國(guó)政府在一個(gè)名叫Wildpoldsried的小鎮(zhèn)上實(shí)施了能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，而西門子在項(xiàng)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(zhèn)的發(fā)電量可達(dá)鎮(zhèn)上2500人所需電量的300%以上。面對(duì)種類繁多的能源，西門子建立的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)可以配合西門子的儲(chǔ)能系統(tǒng)，對(duì)這些可再生能源發(fā)電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制，實(shí)現(xiàn)供需平衡，并與主電網(wǎng)協(xié)調(diào)互補(bǔ)，保證微電網(wǎng)和周邊電網(wǎng)穩(wěn)定。這樣一來(lái)，不僅居民電費(fèi)減少、發(fā)電設(shè)備更高效安全，小鎮(zhèn)也能實(shí)現(xiàn)能源平衡流動(dòng)與供電穩(wěn)定。

不過，你可不要以為微電網(wǎng)只能建在城市或者郊區(qū)，在*管理系統(tǒng)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(guó)，西門子為在西藏的目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、海拔最高的離網(wǎng)型能源系統(tǒng)工程中的光伏電站提供了Spectrum Power分布式微網(wǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電裝置、儲(chǔ)能和柴油發(fā)電裝置的協(xié)調(diào)、優(yōu)化以及能源管理。在項(xiàng)目中，所有微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備均可遠(yuǎn)程啟動(dòng)和控制，并配有自動(dòng)調(diào)節(jié)模式，這讓變電站只需1人值班就可解決所有問題。此外，系統(tǒng)還可以預(yù)測(cè)極端天氣，并制定發(fā)電計(jì)劃，將所有儲(chǔ)能設(shè)備提前充滿，保證微電網(wǎng)持續(xù)供電。

說了這么多，其實(shí)西門子的完整分布式能源系統(tǒng)解決方案也早有應(yīng)用了。目前，它已成功應(yīng)用在美國(guó)紐約市的布朗克斯（Bronx）區(qū)，并帶來(lái)了切實(shí)的好處。該區(qū)域內(nèi)包括35棟建筑、14000個(gè)公寓，共計(jì)約6萬(wàn)名居民。西門子為布朗克斯區(qū)提供了熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)以及微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，可為區(qū)域靈活供電、供熱和制冷。通過采用西門子的分布式能源系統(tǒng)解決方案，不僅電廠的投資回報(bào)期小于五年，布朗克斯區(qū)所購(gòu)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，跟西門子攜手，小伙伴們就可以愉快地搭建分布式能源系統(tǒng)啦！更愉快的是，如果采用來(lái)自同一公司的系統(tǒng)集成方案，不僅系統(tǒng)各個(gè)部分之間能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接、*兼容，而且與客戶的接口也只有一個(gè)，大大方便了項(xiàng)目實(shí)施，省心省力。

最后，我們?cè)賮?lái)回顧一下文章主旨：分布式能源好?。∷尮夂蜔岣稽c(diǎn)，也讓舒適的生活離你更近一點(diǎn)。