簡(jiǎn)介

新能源（或稱(chēng)可再生能源更貼切）主要有：太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱能、生物質(zhì)能等。生物質(zhì)能在經(jīng)過(guò)了幾十年的探索后，國內外許多專(zhuān)家都表示這種能源方式不能大力發(fā)展，它不但會(huì )搶奪人類(lèi)賴(lài)以生存的土地資源，更將會(huì )導致社會(huì )不健康發(fā)展；地熱能的開(kāi)發(fā)和空調的使用具有同樣特性，如大規模開(kāi)發(fā)必將導致區域地面表層土壤環(huán)境遭到破壞，必將引起再一次生態(tài)環(huán)境變化；而風(fēng)能和太陽(yáng)能對于地球來(lái)講是取之不盡、用之不竭的健康能源，他們必將成為今后替代能源主流。

太陽(yáng)能發(fā)電具有布置簡(jiǎn)便以及維護方便等特點(diǎn)，應用面較廣，全球裝機總容量已經(jīng)開(kāi)始追趕傳統風(fēng)力發(fā)電，在德國甚至接近全國發(fā)電總量的5%-8%，隨之而來(lái)的問(wèn)題令我們意想不到，太陽(yáng)能發(fā)電的時(shí)間局限性導致了對電網(wǎng)的沖擊，如何解決這一問(wèn)題成為能源界的一大困惑。

風(fēng)力發(fā)電在19世紀末就開(kāi)始登上歷史的舞臺，在一百多年的發(fā)展中，一直是新能源領(lǐng)域的獨孤求敗，由于它造價(jià)相對低廉，成了各個(gè)國家爭相發(fā)展的新能源首選，然而，隨著(zhù)大型風(fēng)電場(chǎng)的不斷增多，占用的土地也日益擴大，產(chǎn)生的社會(huì )矛盾日益突出，如何解決這一難題，成了我們又一困惑。

發(fā)展

早在2001年，MUCE就為了開(kāi)拓穩定的海島通信電源而開(kāi)展一項研究，經(jīng)過(guò)六年多研究和實(shí)踐，終于將一種成熟的新型應用方式MUCE風(fēng)光互補系統向社會(huì )推廣，這種系統采用了我國自主研制的新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機（H型）和太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)行10：3地結合，形成了相對穩定的電力輸出。在建筑上、野外、通信基站、路燈、海島均進(jìn)行了實(shí)際應用，獲得了大量可靠的使用數據。這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發(fā)展帶來(lái)了新的動(dòng)力。

新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機（H型）突破了傳統的水平軸風(fēng)力發(fā)電機啟動(dòng)風(fēng)速高、噪音大、抗風(fēng)能力差、受風(fēng)向影響等缺點(diǎn)，采取了完全不同的設計理論，采用了新型結構和材料，達到微風(fēng)啟動(dòng)、無(wú)噪音、抗12級以上臺風(fēng)、不受風(fēng)向影響等性能，可大量用于別墅、多層及高層建筑、路燈等中小型應用場(chǎng)合。以它為主建立的風(fēng)光互補發(fā)電系統，具有電力輸出穩定、經(jīng)濟性高、對環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，也解決了太陽(yáng)能發(fā)展中對電網(wǎng)沖擊等影響。

系統構成

我國具有豐富的太陽(yáng)能、風(fēng)能資源，并已經(jīng)應用于許多領(lǐng)域。但不能避免的是，無(wú)論風(fēng)力資源還是太陽(yáng)能資源都是不確定的，由于資源的不確定性，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)發(fā)電系統發(fā)出的電具有不平衡性，不能直接用來(lái)給負載供電。為了給負載提供穩定的電源，必須借助蓄電池這個(gè)“中樞”才能給負載提供穩定的電源，由蓄電池、太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機以及控制器等構成的分布式風(fēng)光互補發(fā)電系統能將風(fēng)能和太陽(yáng)能在時(shí)間上和地域上的互補性很好的銜接起來(lái)，形成分布式發(fā)電。

1、風(fēng)力發(fā)電機

風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)力機的機械能轉化為電能的設備。風(fēng)力發(fā)電機分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機。

1)直流發(fā)電機。電勵磁直流發(fā)電機。該類(lèi)發(fā)電機分自勵、它勵和復勵三種形式，小型直流發(fā)電系統一般和蓄電池匹配使用，裝置容量一般為1000 w以下。永磁直流發(fā)電機。這種發(fā)電機與電勵磁式直流發(fā)電機相比結構簡(jiǎn)單，其輸出電壓隨風(fēng)速變化，需在發(fā)電機和負載間增加蓄電池和控制系統，通過(guò)調節控制系統占空比來(lái)調節輸出電壓。由于直流發(fā)電機構造復雜、價(jià)格昂貴，而且直流發(fā)電機帶有換向器和整流子，一旦出現故障，維護十分麻煩，因此在實(shí)際應用中此類(lèi)風(fēng)力發(fā)電機較少采用。

2)交流發(fā)電機。交流發(fā)電機分：同步發(fā)電機和異步發(fā)電機。同步發(fā)電機在同步轉速時(shí)工作，同步轉速是由同步發(fā)電機的極數和頻率共同決定，而異步發(fā)電機則是以略高于同步發(fā)電機的轉速工作。主要有無(wú)刷爪極自勵發(fā)電機、整流自勵交流發(fā)電機、感應發(fā)電機和永磁發(fā)電機等。在小型風(fēng)力發(fā)電系統中主要使用三相永磁同步發(fā)電機。三相永磁同步發(fā)電機一般體積較小、效率較高、而且價(jià)格便宜。永磁同步發(fā)電機的定子結構與一般同步電機相同，轉子采用永磁結構，由于沒(méi)有勵磁繞組，不消耗勵磁功率，因而有較高的效率。另外，由于永磁同步發(fā)電機省去了換向裝置和電刷，可靠性高，定子鐵耗和機械損耗相對較小，使用壽命長(cháng)。

2、太陽(yáng)能光伏電池原理

光伏電池是直接將太陽(yáng)能轉換為電能的器件，其工作原理是：當太陽(yáng)光輻射到光伏電池的表面時(shí)，光子會(huì )沖擊光伏電池內部的價(jià)電子，當價(jià)電子獲得大于禁帶寬度eg的能量，價(jià)電子就會(huì )沖出共價(jià)鍵的約束從價(jià)帶激發(fā)到導帶，產(chǎn)生大量非平衡狀態(tài)的電子-空穴對。被激發(fā)的電子和空穴經(jīng)自由碰撞后，在光伏電池半導體中復合達到平衡。

3、蓄電池

蓄電池作為風(fēng)光互補發(fā)電系統的儲能設備，在整個(gè)發(fā)電系統中起著(zhù)非常重要的作用。首先，由于自然風(fēng)和光照是不穩定的，在風(fēng)力、光照過(guò)剩的情況下，存儲負載供電多余的電能，在風(fēng)力、光照欠佳時(shí)，儲能設備蓄電池可以作為負載的供電電源；其次，蓄電池具有濾波作用，能使發(fā)電系統更加平穩的輸出電能給負載；另外，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電很容易受到氣候、環(huán)境的影響，發(fā)出的電量在不同時(shí)刻是不同的，也有很大差別。作為它們之間的“中樞”，蓄電池可以將它們很好的連接起來(lái)，可以將太陽(yáng)能和風(fēng)能綜合起來(lái)，實(shí)現二者之間的互補作用。常用蓄電池主要有鉛酸蓄電池、堿性鎳蓄電池和鎘鎳蓄電池。隨著(zhù)電儲能技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了越來(lái)越多新的儲能方式，如超導儲能、超級電容儲能、燃料電池等。由于造價(jià)便宜、使用簡(jiǎn)單、維修方便、原材料豐富，而且在技術(shù)上不斷取得進(jìn)步和完善，因此在小型風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電中鉛酸蓄電池已得到廣泛的應用。本文設計的智能型風(fēng)光互補發(fā)電系統采用鉛酸蓄電池作為儲能設備。

系統應用擴展

分布式風(fēng)光互補發(fā)電系統應用范圍：可在農村、牧區、山區及發(fā)展中的大、中、小城市或商業(yè)區附近建造，解決當地用戶(hù)用電需求。

分布式風(fēng)光互補發(fā)電系統，又稱(chēng)分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶(hù)現場(chǎng)或靠近用電現場(chǎng)配置較小的風(fēng)光互補發(fā)電系統，以滿(mǎn)足特定用戶(hù)的需求，支持現存配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，或者同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)方面的要求。

分布式風(fēng)光互補供電系統由風(fēng)力發(fā)電系統和光伏發(fā)電系統組成；其基本設備包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設備，另外還有供電系統監控裝置和環(huán)境監測裝置；其運行模式是在夜間和陰雨天無(wú)陽(yáng)光時(shí)由風(fēng)力發(fā)電系統將風(fēng)能轉換輸出電能，或在有太陽(yáng)輻射時(shí)由光伏發(fā)電系統將太陽(yáng)能轉換輸出電能，或在既有風(fēng)又有太陽(yáng)的情況下兩者同時(shí)發(fā)揮作用轉換輸出電能，經(jīng)過(guò)直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過(guò)聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調節實(shí)現了全天候的發(fā)電功能，比單用風(fēng)機和太陽(yáng)能更經(jīng)濟、科學(xué)、實(shí)用。

系統相互獨立，可自行控制，避免發(fā)生大規模停電事故，安全性高；

彌補大電網(wǎng)穩定性的不足，在意外發(fā)生時(shí)繼續供電，成為集中供電不可或缺的重要補充；

可對區域電力的質(zhì)量和性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，非常適合向農村、牧區、山區，發(fā)展中的大、中、小城市或商業(yè)區的居民供電，大大減小環(huán)保壓力；

輸配電損耗低，甚至沒(méi)有，無(wú)需建配電站，降低或避免附加的輸配電成本，土建和安裝成本低；

調峰性能好，操作簡(jiǎn)單；

東臺弶港風(fēng)光漁高清組圖

國家相關(guān)政策

國家能源局于2013年11月18日發(fā)布《分布式發(fā)電項目管理暫行辦法》

第一章 總 則

第一條 為規范分布式光伏發(fā)電項目建設管理，推進(jìn)分布式光伏發(fā)電應用，根據《中華人民共和國可再生能源法》、《中華人民共和國電力法》、《中華人民共和國行政許可法》，以及《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》，制定本辦法。

第二條 分布式光伏發(fā)電是指在用戶(hù)所在場(chǎng)地或附近建設運行，以用戶(hù)側自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統平衡調節為特征的光伏發(fā)電設施。

第三條 鼓勵各類(lèi)電力用戶(hù)、投資企業(yè)、專(zhuān)業(yè)化合同能源服務(wù)公司、個(gè)人等作為項目單位，投資建設和經(jīng)營(yíng)分布式光伏發(fā)電項目。

第四條 國務(wù)院能源主管部門(mén)負責全國分布式光伏發(fā)電規劃指導和監督管理；地方能源主管部門(mén)在國務(wù)院能源主管部門(mén)指導下，負責本地區分布式光伏發(fā)電規劃、建設的監督管理；國家能源局派出機構負責對本地區分布式光伏發(fā)電規劃和政策執行、并網(wǎng)運行、市場(chǎng)公平及運行安全進(jìn)行監管。

第五條 分布式光伏發(fā)電實(shí)行“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調節”的運營(yíng)模式。電網(wǎng)企業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)運行管理，為分布式光伏發(fā)電運行提供系統支撐，保障電力用戶(hù)安全用電。鼓勵項目投資經(jīng)營(yíng)主體與同一供電區內的電力用戶(hù)在電網(wǎng)企業(yè)配合下以多種方式實(shí)現分布式光伏發(fā)電就近消納。

第二章 規模管理

第六條 國務(wù)院能源主管部門(mén)依據全國太陽(yáng)能發(fā)電相關(guān)規劃、各地區分布式光伏發(fā)電發(fā)展需求和建設條件，對需要國家資金補貼的項目實(shí)行總量平衡和年度指導規模管理。不需要國家資金補貼的項目不納入年度指導規模管理范圍。

第七條 省級能源主管部門(mén)根據本地區分布式光伏發(fā)電發(fā)展情況，提出下一年度需要國家資金補貼的項目規模申請。國務(wù)院能源主管部門(mén)結合各地項目資源、實(shí)際應用以及可再生能源電價(jià)附加征收情況，統籌協(xié)調平衡后，下達各地區年度指導規模，在年度中期可視各地區實(shí)施情況進(jìn)行微調。

第八條 國務(wù)院能源主管部門(mén)下達的分布式光伏發(fā)電年度指導規模，在該年度內未使用的規模指標自動(dòng)失效。當年規模指標與實(shí)際需求差距較大的，地方能源主管部門(mén)可適時(shí)提出調整申請。

第九條 鼓勵各級地方政府通過(guò)市場(chǎng)競爭方式降低分布式光伏發(fā)電的補貼標準。優(yōu)先支持申請低于國家補貼標準的分布式光伏發(fā)電項目建設。

第三章 項目備案

第十條 省級及以下能源主管部門(mén)依據國務(wù)院投資項目管理規定和國務(wù)院能源主管部門(mén)下達的本地區分布式光伏發(fā)電的年度指導規模指標，對分布式光伏發(fā)電項目實(shí)行備案管理。具體備案辦法由省級人民政府制定。

第十一條 項目備案工作應根據分布式光伏發(fā)電項目特點(diǎn)盡可能簡(jiǎn)化程序，免除發(fā)電業(yè)務(wù)許可、規劃選址、土地預審、水土保持、環(huán)境影響評價(jià)、節能評估及社會(huì )風(fēng)險評估等支持性文件。

第十二條 對個(gè)人利用自有住宅及在住宅區域內建設的分布式光伏發(fā)電項目，由當地電網(wǎng)企業(yè)直接登記并集中向當地能源主管部門(mén)備案。不需要國家資金補貼的項目由省級能源主管部門(mén)自行管理。

第十三條 各級管理部門(mén)和項目單位不得自行變更項目備案文件的主要事項，包括投資主體、建設地點(diǎn)、項目規模、運營(yíng)模式等。確需變更時(shí)，由備案部門(mén)按程序辦理。

第十四條 在年度指導規模指標范圍內的分布式光伏發(fā)電項目，自備案之日起兩年內未建成投產(chǎn)的，在年度指導規模中取消，并同時(shí)取消享受?chē)屹Y金補貼的資格。

第十五條 鼓勵地市級或縣級政府結合當地實(shí)際，建立與電網(wǎng)接入申請、并網(wǎng)調試和驗收、電費結算和補貼發(fā)放等相結合的分布式光伏發(fā)電項目備案、竣工驗收等一站式服務(wù)體系，簡(jiǎn)化辦理流程，提高管理效率。

第四章 建設條件

第十六條 分布式光伏發(fā)電項目所依托的建筑物及設施應具有合法性，項目單位與項目所依托的建筑物、場(chǎng)地及設施所有人非同一主體時(shí)，項目單位應與所有人簽訂建筑物、場(chǎng)地及設施的使用或租用協(xié)議，視經(jīng)營(yíng)方式與電力用戶(hù)簽訂合同能源服務(wù)協(xié)議。

第十七條分布式光伏發(fā)電項目的設計和安裝應符合有關(guān)管理規定、設備標準、建筑工程規范和安全規范等要求。承擔項目設計、咨詢(xún)、安裝和監理的單位，應具有國家規定的相應資質(zhì)。

第十八條 分布式光伏發(fā)電項目采用的光伏電池組件、逆變器等設備應通過(guò)符合國家規定的認證認可機構的檢測認證，符合相關(guān)接入電網(wǎng)的技術(shù)要求。

第五章 電網(wǎng)接入和運行

第十九條 電網(wǎng)企業(yè)收到項目單位并網(wǎng)接入申請后，應在20個(gè)工作日內出具并網(wǎng)接入意見(jiàn)，對于集中多點(diǎn)接入的分布式光伏發(fā)電項目可延長(cháng)到30個(gè)工作日。

第二十條 以35千伏及以下電壓等級接入電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電項目，由地市級或縣級電網(wǎng)企業(yè)按照簡(jiǎn)化程序辦理相關(guān)并網(wǎng)手續，并提供并網(wǎng)咨詢(xún)、電能表安裝、并網(wǎng)調試及驗收等服務(wù)。

第二十一條 以35千伏以上電壓等級接入電網(wǎng)且所發(fā)電力在并網(wǎng)點(diǎn)范圍內使用的分布式光伏發(fā)電項目，電網(wǎng)企業(yè)應根據其接入方式、電量使用范圍，本著(zhù)簡(jiǎn)便和及時(shí)高效的原則做好并網(wǎng)管理，提供相關(guān)服務(wù)。

第二十二條 接入公共電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電項目，接入系統工程以及因接入引起的公共電網(wǎng)改造部分由電網(wǎng)企業(yè)投資建設。接入用戶(hù)側的分布式光伏發(fā)電項目，用戶(hù)側的配套工程由項目單位投資建設。因項目接入電網(wǎng)引起的公共電網(wǎng)改造部分由電網(wǎng)企業(yè)投資建設。

第二十三條 電網(wǎng)企業(yè)應采用先進(jìn)運行控制技術(shù)，提高配電網(wǎng)智能化水平，為接納分布式光伏發(fā)電創(chuàng )造條件。在分布式光伏發(fā)電安裝規模較大、占電網(wǎng)負荷比重較高的供電區，電網(wǎng)企業(yè)應根據發(fā)展需要建設分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)運行監測、功率預測和優(yōu)化運行相結合的綜合技術(shù)體系，實(shí)現分布式光伏發(fā)電高效利用和系統安全運行。

第六章 計量與結算

第二十四條 分布式光伏發(fā)電項目本體工程建成后，向電網(wǎng)企業(yè)提出并網(wǎng)調試和驗收申請。電網(wǎng)企業(yè)指導和配合項目單位開(kāi)展并網(wǎng)運行調試和驗收。電網(wǎng)企業(yè)應根據國家有關(guān)標準制定分布式光伏發(fā)電電網(wǎng)接入和并網(wǎng)運行驗收辦法。

第二十五條 電網(wǎng)企業(yè)負責對分布式光伏發(fā)電項目的全部發(fā)電量、上網(wǎng)電量分別計量，免費提供并安裝電能計量表，不向項目單位收取系統備用容量費。電網(wǎng)企業(yè)在有關(guān)并網(wǎng)接入和運行等所有環(huán)節提供的服務(wù)均不向項目單位收取費用。

第二十六條 享受電量補貼政策的分布式光伏發(fā)電項目，由電網(wǎng)企業(yè)負責向項目單位按月轉付國家補貼資金，按月結算余電上網(wǎng)電量電費。

第二十七條 在經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區等相對獨立的供電區統一組織建設的分布式光伏發(fā)電項目，余電上網(wǎng)部分可向該供電區內其他電力用戶(hù)直接售電。

第七章 產(chǎn)業(yè)信息監測

第二十八條 組織地市級或縣級能源主管部門(mén)按月匯總項目備案信息。省級能源主管部門(mén)按季分類(lèi)匯總備案信息后報送國務(wù)院能源主管部門(mén)。

第二十九條 各省級能源主管部門(mén)負責本地區分布式光伏發(fā)電項目建設和運行信息統計，并分別于每年7月、次年1月向國務(wù)院能源主管部門(mén)報送上半年和上一年度的統計信息，同時(shí)抄送國家能源局及其派出監管機構、國家可再生能源信息中心。

第三十條 電網(wǎng)企業(yè)負責建設本級電網(wǎng)覆蓋范圍內分布式光伏發(fā)電的運行監測體系，配合本級能源主管部門(mén)向所在地的能源管理部門(mén)按季報送項目建設運行信息，包括項目建設、發(fā)電量、上網(wǎng)電量、電費和補貼發(fā)放與結算等信息。

第三十一條 國務(wù)院能源主管部門(mén)委托國家可再生能源信息中心開(kāi)展分布式光伏發(fā)電行業(yè)信息管理，組織研究制定工程設計、安裝、驗收等環(huán)節的標準規范，統計全國分布式光伏發(fā)電項目建設運行信息，分析評價(jià)行業(yè)發(fā)展現狀和趨勢，及時(shí)提出相關(guān)政策建議。經(jīng)國務(wù)院能源主管部門(mén)批準，適時(shí)發(fā)布相關(guān)產(chǎn)業(yè)信息。

第八章 違規責任

第三十二條 電網(wǎng)企業(yè)未按照規定收購分布式光伏發(fā)電項目余電上網(wǎng)電量，造成項目單位損失的，應當按照《中華人民共和國可再生能源法》的規定承擔經(jīng)濟賠償責任。

第九章 附 則

第三十三條 本辦法由國家能源局負責解釋?zhuān)园l(fā)布之日起施行。

附表1：分布式光伏發(fā)電項目備案匯總表（略）

附表2：1兆瓦以上分布式光伏發(fā)電項目信息表（略）