什么是分布式發(fā)電？

分布式發(fā)電正在成為一種為解決美國未來電力需求的不斷普及方式，考慮到連續(xù)不斷的發(fā)電接近的情況時尤為如此。與商業(yè)化發(fā)電趨向相關的是密切分布式發(fā)電，這使得開發(fā)者們可以利用這些有利的機遇——在這些機遇中，傳統(tǒng)的公共事業(yè)部門的發(fā)電廠并不是最好的解決問題辦法。
大型公共事業(yè)部門的發(fā)電廠可能常常會在一個競爭的大環(huán)境下處于一種不利的地位。它們能夠以適中的價格生產(chǎn)出大量的電力，但是以低負荷運行這些發(fā)電廠就可能有問題。此外，輸電的基本建設結構正使得公共事業(yè)部門的花費越來越多。分布式發(fā)電廠能夠避免因為設備所需要的安裝地點而引起的上述兩方面的問題。當一個小型的發(fā)電設施在某地安裝時，或者它與需要電力的一個或多個工廠相鄰時，就消除發(fā)電能力的過度建設以及昂貴的輸電線路的建設。
用于分布式“微型商業(yè)”化發(fā)電是一種新的概念。這總體看，一座分布式發(fā)電廠正在尋找與之相配的發(fā)電投資搭配，已獲得最大利潤和經(jīng)濟可行的目的去滿足當?shù)氐幕騾^(qū)域的電力需求。這些工廠都是一些典型的熱電聯(lián)產(chǎn)廠，其總體的熱銷能可高達88%。當直接將電力與熱能生產(chǎn)分別進行比較時，這些工廠在生產(chǎn)出相同有用能量的情況下的cO2排放量可以減少50%。它們的燃料消耗量還可減少50%。
微型商業(yè)化發(fā)電場模式的成功取決于整體的經(jīng)濟情況和熱電聯(lián)產(chǎn)與分布式發(fā)電是如何進行整合的。對于分布式發(fā)電而言，商業(yè)化發(fā)電場進行良好運行的幾個必要條件為：靈活的輸送電、負載適當、工作循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)、電力生產(chǎn)，以及明確的服務范圍。這些發(fā)電廠可以使用內(nèi)燃機或者燃氣輪機（圖13.1和圖13.2）。
發(fā)電廠的電力必須被迅速輸出，這種輸出可以根據(jù)電力來源的價格而進行。對于發(fā)電廠的輸送能力而言這種微型商業(yè)化發(fā)電廠取決于基本負載、中等負載和高峰負載的需求量，有效地輸送要求所有的發(fā)電機能夠在30秒內(nèi)啟動并達到同步。在絕大多數(shù)情況下是不需要使用這種能力的，但確實應該具備這種能力，快速負載變化必須適應沒有斷開負載的狀態(tài)，而且維護也不應受設備的迅速啟動與停止所影響。這些能力使這些小型發(fā)電廠要比標準的公共事業(yè)部門的設備能夠更加靈活地適應環(huán)境。



圖13.1 Wartila 圖12.0r/min圖18.220SG渦輪機，可以提供中等負載的動力。該機功率為圖2.5MW



圖13.2 以天然氣為動力的圖1.2 MW改進型發(fā)電機組可以使用液體或氣體燃料
對于分布式發(fā)電設備而言，匹配的負載能力是基礎。對于獨立的發(fā)電機來說，往復式發(fā)動機的效率是比較固定的，單個發(fā)電機的負載效率為40%～100%。一些發(fā)動機有可能滿足一個地區(qū)從基本負載到高峰負載的需要而效率并不受太大的影響。功率范圍較大的公共事業(yè)部門的發(fā)電廠并不能適應這種奢侈的要求。它們一般擁有有限的僅適用于最大效率的負載范圍。
基本負載與高峰負載的差別一般為100%。比如，夏季幾個月中的電力負載在夜間較低，那是許多工業(yè)用戶下班了，而且運行空調(diào)機也很少了。在白天當工業(yè)用戶工作空調(diào)機運行時，電力的需求量就可以達到100%甚至更多。
為了將一個分布式發(fā)電廠的費用降至最低，重要的事在于將發(fā)電設備的類型與所預計的工作任務相匹配。高峰用電需要量可以通過高峰發(fā)電設備來滿足；中等的發(fā)電量則用來滿足中等需求；基本的用電需求有基本的負載設備提供。
熱能的生產(chǎn)即熱電聯(lián)產(chǎn)幫助分布式發(fā)電廠家去后顧之憂。對于是否有生產(chǎn)能力的設備來說，熱能的生產(chǎn)必須是可靠的（具備或不具備發(fā)電能力）。天然氣發(fā)動機具有良好的高溫能力——可超過770℉——相當于一座產(chǎn)熱能超過24M W的發(fā)電廠。熱量被耗盡了的氣體所補償，而且工廠也需要安全的熱量。
熱電聯(lián)產(chǎn)或分布式發(fā)電廠或者微型商業(yè)化發(fā)電廠的發(fā)電量取決于其發(fā)熱主體的大小。這將保證其生產(chǎn)效率保持在樂觀的水平上。當熱需求較少時，所有的發(fā)電費用都集中在發(fā)電一側(cè)，熱動力中心并不需要發(fā)電費用。如果在熱需求較低時需要電力，生產(chǎn)電力可以通過外部購買的方式獲得，這將取決于對生產(chǎn)和購買所需費用的比較來決定。正常情況下當天氣適宜時，從外部購買電力的費用最低，而夏季和冬季都會增加電力的需求量。
在開放的市場上會出現(xiàn)電網(wǎng)上電力低負載的情況，這就迫使公共事業(yè)部門降價，直至幾乎不盈利的地步。在這種情況發(fā)生時，正在運行的發(fā)電廠就需要靈活地購買外來低價電。然而，分布式發(fā)電的目的就在于將用于高峰發(fā)電和中等發(fā)電時的對輸電電網(wǎng)的信賴降至最低，并以最經(jīng)濟的方式按基本負載發(fā)電。
使用分布式發(fā)電的電力資源允許公共事業(yè)部門和其他一些能源服務的提供者們做到：
（1）在用電負荷高速增長的地區(qū)提供高峰供電電力。
（2）使輸電線路避免獲得允許或增加批準手續(xù)的困難。
（3）減少輸電線路的費用和相應的電力損耗。
（4）在用戶的工業(yè)或商業(yè)區(qū)提供內(nèi)部享用的熱電聯(lián)產(chǎn)。