分布式能源在我国正处在一个飞速发展的阶段，在政策和资本的助推下，“十三五”期间，我国分布式光伏项目将全面开花，进入加速发展的快车道。交能网推出分布式能源系列，从概念、技术、发展现状、发展趋势、商业模式、到技术应用等方面对分布式能源进行深入透彻的介绍。
上一期我们介绍了分布式能源系统(DES)及其部署，本期交能网将和大家一起来了解下DES中的主要技术，其主要包括发电技术、耦合技术及智能集成技术。
一、发电技术
热电联产和冷热电联产
热电联产(CHP)，通过产生有用的热量可以实现更高的效率。热电联产电厂覆盖范围广泛，从用于提供区域供热(DH)的千瓦(kW)规模至数百兆瓦(MW)。工业和大型建筑需求一直是热电联产的主要市场。
冷热电联产(CCHP)，工厂通过由废热驱动产生制冷，实现了更高水平的效率。
热电联产电厂的供电量通常与供热需求有关，因为运输剩余电量比热量更具成本效益。在许多国家，工业是热电联产和冷热电联产的最大市场。CHP和CCHP还可以为较大的建筑提供热水和空间加热/冷却。总的来说，热电联产比冷热电联产更广泛。
太阳能光伏
太阳能光伏(PV)系统将太阳能直接转换成电力。
商用光伏组件的功率范围从低至5瓦(W)至超过350瓦。然后将模块与其他组件连接，包括逆变器和安装系统，以形成光伏系统。系统的功率范围从瓦到兆瓦级，在家庭，楼宇和社区层面提供灵活性。
根据太阳能资源和土地使用密度的不同，当地光伏提供能源的潜力在不同地区之间差异很大。 2015年全国屋顶光伏在城市的最大技术潜力在全球每年超过5 500太瓦时(TWh)，并且其需求份额从中国的11%到非洲的97%不等。
太阳能热利用
太阳能热利用技术包括从小型太阳能热水系统到大规模区域供热和工业应用。这些技术使用集热器，该集热器吸收来自太阳光的热能以及经常涉及循环流体的传热机构。
尽管平板收集器在欧洲更为普遍，但真空管收集器在全球市场占据主导地位，因为它们在中国广泛流行。虽然大型商用热水系统、工业过程供热系统和区域供热的使用逐渐增加，但全球大多数容量仍然由提供家用热水的小型系统组成。太阳能热是一种在靠近需求中心的地方提供清洁，可再生能源为基础的供热的手段，并且在高电价和良好日光的市场中是一种有吸引力的选择。
风能
风力涡轮机的范围非常小，从几百瓦到几兆瓦的家用机型。然而，小于100千瓦的小型风机的容量仍然不足全球风电市场的0.2%，并且由于成本和潜力可能继续发挥最小作用。
虽然大型风力发电项目允许开发商利用风力资源良好的地区，但这种方法会对传输容量产生挑战。分布式风电项目受益于距离负载更近，不太可能需要大量新的传输基础设施。他们还可以为农村地区提供经济机会，并让当地社区有机会直接参与有关他们消费权力的决策。
生物质能
生物质和废燃料的发电包括一系列发电技术和燃料。在现有电站中与煤炭共同燃烧固体生物质是最具成本效益的生物质发电方案之一，尽管这不会被认为是分布式的。生物质原料由于能量密度较低(诸如煤等化石燃料)往往具有较高的运输成本。尽管生物能源生产确实从规模经济中受益，但与燃料生产地点的搭配是小型生物能源发电机的驱动因素，因为运输成本可以抵消这些收益。
在原料生成场所也接近供热需求的地方，基于生物能源的热电联产可以同时最大限度地降低燃料成本并最大限度地提高产出效率，为分布式生物质创造了强有力的案例。
二、区域耦合技术
区域供热和制冷网络
除了利用高效和低碳能源之外，区域供热和制冷(DH&C)网络还可以帮助提高供热和制冷需求的灵活性。 DH&C涉及将能源储存在一种介质(通常为热水或冷水)中进行运输，而且热电联产/冷热电联产通常也有用于冷热水的储罐，因为供热和制冷需求可能与电力需求不一致。这种存储能力有助于减少需求高峰，并有可能增加系统的灵活性。
电池
电池包括多种化学品，并且具有广泛的应用范围，例如峰值负荷转移，可变资源整合，负荷跟踪，频率调节，黑启动和季节性储存。不同的电池系统设计适合不同的应用，取决于放电时间和循环频率等特性。
虽然电池与光伏等分布式发电技术相结合可以减少甚至消除网络要求，但在大多数应用中，并网仍然是最佳解决方案。在温带气候条件下冬季和夏季太阳能生产之间的巨大差异使得完全的网络断开不切实际，并且向电网销售存储服务的能力增加了消费者拥有的电池的价值。
电动车
电动车辆(EV)将电能储存在电池中以运行高效的电动马达而不是燃烧化石燃料。它们包括具有电动机和蓄电池的电池电动车(BEV)以及插电式混合动力电动车(PHEV)，混合动力车除了这些组件外还具有内燃机(ICE)。就像加热需求的热泵一样，电动汽车本质上是高效的，电动汽车作为智能负载运行的潜力对其低成本电网集成至关重要。电动汽车充电领域的一些创新正在进行。
三、启用智能操作和连接的技术
现代分布式能源系统的一个明确特征是多种能源和负载的智能集成。反过来，这又能够以更低的成本提供改进的能源服务，并且对环境的负面影响更小。现代DES需要先进的监测和控制设备才能完成这项任务。
智慧型电表技术
智慧型电表基础设施(AMI)通常是指将客户现场智能电表和其他技术与通信网络和数据接收和管理系统相结合，从而实现客户和公用事业之间的双向信息流。智能电表是AMI的关键组成部分。
更高频率的读数使智能电表数据对客户和公用设施更有用，同时支持节能行为和改进网络规划。智能电表功能可以包括：支持先进的电价系统;远程开/关电源控制，或流量或功率限制;以及分布式发电的进口，出口和反应计量。
这些功能为DES带来了更多复杂的数据流，从而激励和促进系统友好的安装，并为此奠定了基础。
基于AMI的第一波潮流，公用事业公司正在寻求基于高度分布式发电和负荷监测的大数据来实施商业模式的方法，增加能源消费者对电力市场的参与并实现需求方灵活性。AMI提供了一种通过适当的资费设计激励更智能负载控制的手段，以及在客户级别或网格内更高级别实施控制解决方案所需的数据。
建筑能源管理系统
能源管理系统(EMS)是基于计算机的能源设备控制系统。这些可以在家庭层面上，在商业建筑层面上或更高层面上。尽管所连接的设备以及不同EMS类型的复杂程度和复杂程度可能会有很大差异，但从分布式能源的角度来看，建筑级系统的关键潜力在于提供一个或多或少自动化系统，通过该系统电力需求可以管理。
数字技术，大数据和物联网的创新
由于信息通信技术(ICT)，云计算技术，大数据分析和采矿技术，智能风力涡轮机技术等的不断创新，数字化将渗透到能源系统中。与此同时，创新分布式数字化交易技术(如新兴区块链技术)将使分布式能源在将来能够独立于集中交易系统。这将为社区，城市及其他地区的能源交易奠定基础。
能源领域的技术和创新仍在继续(例如可再生能源或页岩油气生产)。分布式能源为创新提供了无数的创新机会。一方面，探索氢等新能源资源，仍然需要不断的技术创新和突破。新兴技术的商业化必将挑战现有的商业模式。在不久的将来，氢能燃料电池和储能等领域将发生巨大的潜力。
另一方面，天然气，太阳能，风能，热泵等技术将继续发展。从另一个层面来看，能源系统的智能集成有很大改进，包括传感器，数据分析和控制软件。
