全球資源供應(yīng)緊張的今天，分布式能源以其節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢(shì)正處于迅速發(fā)展之中，具有良好的發(fā)展前景。分布式能源能夠提高能源利用率、降低溫室氣體排放，有效緩解能源危機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)、燃料電池、光伏電池發(fā)電等都屬于分布式能源系統(tǒng)，分布式能源具有雙向互補(bǔ)的特點(diǎn)，各類(lèi)不同的分布式能源系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍也有所差異。本文主要探討了智能分布式能源管理系統(tǒng)組成和實(shí)現(xiàn)。

我國(guó)正致力于節(jié)能減排戰(zhàn)略的實(shí)施，智能分布式能源管理系統(tǒng)作為新一代能源的發(fā)展方向必將取得飛速發(fā)展。分布式能源依賴(lài)于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用智能監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，以提高能源利用率、減少有害氣體對(duì)環(huán)境的污染為核心，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，以節(jié)能、環(huán)保理念為基礎(chǔ)，加強(qiáng)對(duì)智能分布式能源系統(tǒng)的利用，建設(shè)綠色能源，緩解能源危機(jī)，改善生態(tài)環(huán)境。

一、分布式能源的種類(lèi)和特點(diǎn)

分布式能源在環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮的作用主要體現(xiàn)為：將部分污染分散化、資源化，減少有害氣體排放，提高資源利用率;在管理方面，應(yīng)用了現(xiàn)代化的智能操控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)智能操控和無(wú)人值守的管理模式，提供設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維修一體化保障。分布式能源能夠帶動(dòng)多系統(tǒng)優(yōu)化，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程依靠電力技術(shù)、熱力技術(shù)、制冷技術(shù)以及蓄冷技術(shù)的統(tǒng)一，最終實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯(cuò)，使各個(gè)系統(tǒng)的冗余都控制在最低，這樣一來(lái)大大提高了能源的利用效率。分布式能源在未來(lái)具有廣闊的發(fā)展空間，是未來(lái)能源發(fā)展的必然趨勢(shì)，據(jù)預(yù)測(cè)，在今后的20年內(nèi)，在新增發(fā)電容量中，分布式能源將占有20%的發(fā)展?jié)摿?。分布式能源可以直接向用?hù)供電，同時(shí)又可以與配電網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)運(yùn)行，其應(yīng)用具有極強(qiáng)的靈活性。以下簡(jiǎn)單介紹幾種主要的分布式能源的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：

(1)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組：內(nèi)燃機(jī)發(fā)電組具有價(jià)格低廉、啟停靈活、易控制的特點(diǎn)，其應(yīng)用比較廣泛，通常用來(lái)當(dāng)做應(yīng)急所用的備用電源，使用燃料為天然氣、柴油、汽油等。但是內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的缺點(diǎn)是需要大量的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，而且會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲污染和廢氣污染。

(2)微型渦輪發(fā)電機(jī)組：顧名思義，微型渦輪發(fā)電機(jī)組是以微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，主要應(yīng)用于工業(yè)和建筑中的熱電聯(lián)產(chǎn)，其安裝費(fèi)用抵，但需要較高的維護(hù)費(fèi)用，排放量適中，會(huì)產(chǎn)生高頻噪聲。

(3)風(fēng)力發(fā)電機(jī)：作為發(fā)展最為迅速的分布式能源系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)成為綠色能源的主力，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放，但是其初期建設(shè)需要巨額的資金投入，而且風(fēng)能不穩(wěn)定，這在一定程度上制約了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。由風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，通常產(chǎn)生的電流較低，在為用戶(hù)供電時(shí)需要經(jīng)過(guò)高壓逆變器對(duì)電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

(4)太陽(yáng)能光伏電池陣列發(fā)電系統(tǒng)：太陽(yáng)能是典型的可再生資源，取之不盡、用之不竭，光伏電池能夠?qū)⑻?yáng)能光子轉(zhuǎn)換成電能。太陽(yáng)能光伏電池陣列發(fā)電系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生空氣污染，而且不消耗燃料，節(jié)能環(huán)保，但是造價(jià)較高，受天氣限制，陰雨天和夜間不能發(fā)電，而且需要儲(chǔ)能裝置的配合。

二、分布式能源智能管理系統(tǒng)

1、技術(shù)路線(xiàn)

(1)依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更深層次的感知

對(duì)能源自身準(zhǔn)確的感知是實(shí)現(xiàn)能源智能管理的基礎(chǔ)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)能源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括用能端能耗需求監(jiān)測(cè)、功能端供應(yīng)能力監(jiān)測(cè)以及能源傳輸?shù)木唧w過(guò)程，從而對(duì)能源數(shù)據(jù)產(chǎn)生準(zhǔn)確的認(rèn)知，掌握各個(gè)階段不同終端設(shè)備和生產(chǎn)工序的能源消耗情況，這些能耗數(shù)值有助于認(rèn)知能源需求，同時(shí)為能源管理提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

(2)結(jié)合用能側(cè)能耗管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能的經(jīng)濟(jì)性分析

利用對(duì)能源數(shù)據(jù)的認(rèn)知，來(lái)對(duì)單個(gè)能源個(gè)體的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)和統(tǒng)計(jì)，從而對(duì)其進(jìn)行用能管理。在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能耗數(shù)據(jù)過(guò)程中，匹配不同的能源政策，來(lái)合理調(diào)整用電方式和用電習(xí)慣，最大限度實(shí)現(xiàn)能源使用的經(jīng)濟(jì)性。

(3)利用供能側(cè)與需求側(cè)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)供能側(cè)最經(jīng)濟(jì)化運(yùn)營(yíng)

能源需求方監(jiān)測(cè)到用能情況、供應(yīng)商情況和價(jià)格等，動(dòng)態(tài)提供需求量。作為能源供應(yīng)端能夠依照需求量來(lái)適當(dāng)調(diào)整生產(chǎn)供應(yīng)，以免造成過(guò)多的浪費(fèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源供求平衡。

(4)利用能源管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化

以系統(tǒng)能量需求和管網(wǎng)系統(tǒng)所配泵機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)特性為研究對(duì)象，確定出最佳的動(dòng)力匹配模式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)匹配和調(diào)節(jié)。分析和研究用戶(hù)能量消耗和各管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間能量差異，根據(jù)分析結(jié)果有針對(duì)性地制定出管網(wǎng)熱耗散的自動(dòng)檢測(cè)方式，配置管網(wǎng)異常預(yù)警技術(shù)和裝置。

(5)能源管理各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化協(xié)同

以動(dòng)態(tài)需求為基礎(chǔ)，根據(jù)不同主體間的能源供應(yīng)數(shù)量、價(jià)格、趨勢(shì)等情況，對(duì)能源的需求和供應(yīng)實(shí)施動(dòng)態(tài)控制，從而實(shí)現(xiàn)二者間的優(yōu)化和匹配，不同的用能主體間能夠互供互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效用。

2、智能分布式能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

(1)采集層

采集層主要包括供能側(cè)能源設(shè)備、能源網(wǎng)管的數(shù)據(jù)信息和需求側(cè)的消耗數(shù)據(jù)信息。采集層中建設(shè)有種分項(xiàng)計(jì)量裝置，可以計(jì)量各個(gè)分項(xiàng)的能源消耗情況以及各種不同分類(lèi)。而且計(jì)量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，數(shù)據(jù)采集器與計(jì)量裝置連接后，通過(guò)通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)采集器可通過(guò)能源消耗來(lái)進(jìn)行信息采集、處理和儲(chǔ)存，同時(shí)與數(shù)據(jù)中心交換數(shù)據(jù)。

(2)傳輸層

在傳輸層內(nèi)，以多種通訊方式和能源網(wǎng)關(guān)為媒介，智能網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行安全傳輸。

(3)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)有：能源管網(wǎng)和區(qū)域建筑等資源數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，還包括需求側(cè)能源消耗數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)，這些區(qū)域能源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)能夠滿(mǎn)足TB數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理。

(4)業(yè)務(wù)層

作為整個(gè)管理系統(tǒng)的核心部分，業(yè)務(wù)層承擔(dān)著供能側(cè)、需求側(cè)能源集中展示、管理和控制的重要責(zé)任。業(yè)務(wù)層集成了多個(gè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的統(tǒng)一管理和調(diào)度：第一，數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)，由于整個(gè)能源管理系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)較多，而且同種信息可能通過(guò)不同的數(shù)據(jù)格式來(lái)表現(xiàn)，因此對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理前，需要對(duì)其進(jìn)行整合，使其成為可用的數(shù)據(jù)組織形式。此外，數(shù)據(jù)來(lái)源具有極大的差異，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、訪(fǎng)問(wèn)方式、數(shù)據(jù)格式等方面不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，所以要求數(shù)據(jù)整合能夠支持多種傳輸協(xié)議。第二，能源監(jiān)控系統(tǒng)。能源監(jiān)控系統(tǒng)集中展示了園區(qū)能源態(tài)勢(shì)，通過(guò)能源監(jiān)控系統(tǒng)掌握能源管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且以多種形式提供了能源的統(tǒng)計(jì)和分析。第三，能源管理系統(tǒng)。能源管理平臺(tái)可能會(huì)發(fā)生管網(wǎng)故障、設(shè)備故障以及突發(fā)事故等，能源管理系統(tǒng)具備強(qiáng)大的故障預(yù)警機(jī)制，能夠?qū)收线M(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，對(duì)故障進(jìn)行有效的處置。此外，業(yè)務(wù)層還包括能源分析系統(tǒng)、管網(wǎng)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)、能源決策控制系統(tǒng)和碳交易系統(tǒng)。

(5)表現(xiàn)層

表現(xiàn)層通過(guò)多個(gè)視圖來(lái)展現(xiàn)供能側(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還能提供設(shè)備的故障情況信息、運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息等，而且具備數(shù)據(jù)分析功能，將分析結(jié)果以圖形化報(bào)表形式表現(xiàn)出來(lái)。

經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用分析，智能分布式能源管理系統(tǒng)在沈陽(yáng)機(jī)車(chē)車(chē)輛有限責(zé)任公司新工廠中得到了應(yīng)用，完成了水電、氣流量等計(jì)量數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確、可靠采集，但是由于工程涉及面寬，跨越多個(gè)學(xué)科，系統(tǒng)正常運(yùn)行中需要注意的問(wèn)題有很多.所以應(yīng)當(dāng)對(duì)操作人員和維護(hù)人員進(jìn)行深入細(xì)致和系統(tǒng)的培訓(xùn)，同時(shí)要提供給業(yè)主完整的技術(shù)文檔和操作手冊(cè)，才能更好地實(shí)現(xiàn)智能分布式能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用。

三、結(jié)束語(yǔ)

在全球能源危機(jī)的大環(huán)境中，分布式能源的發(fā)展具有極其重要的意義。分布式能源已經(jīng)成為近年和未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)，因此要加強(qiáng)分布式能源技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，同時(shí)更好地實(shí)現(xiàn)分布式能源的管理和監(jiān)控，不斷探索和解決存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)分布式能源發(fā)展的突破。