1200 1200 工维复消加准 口指能项 1000 已使交通工风 ◆供件 1000 最 口数空量 水电诗 800 口生物最能 800 量光线雀电 的 能 3上典域 600 想地品4热电》 00 避 为复 用内1骑海制枫 的 400 想z用C棱t行利 400 巴 200 200 0 wlll 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 图0.！气候方案横型的代表前景图 图0.！气候方案模型的代表前景之一，描述了能够逆转气候变化的技术根型块。每种气候方案根型块 都随着时间的增长而张。所有楔型块随着产业容量增加和应用范围扩大而形成相当可观的总和。最顶瑞 的红线指SRES A1B前景的能源需求预计。注意：因为能效技术在能源生产的同时应用，因此其结果在最 修能源需求中体现（而不是在一次能源生产中体现）。 到2008年底，全球发电设备总装机容量钓为4.000GW,其中大型风力发电的装机容量 为120.8GW”,太阳能发电装机容量为185G,水电装机容量为67SGW(2007)',分别占全 球总发电装机容量的3%，046%，和16.9%。 我国电力装机容量2008年底达到92.53GW,其中大型风力发电装机容量连续三年翻 番，总容量达到12.21GW,占我国电力装机容量的1.54%”，占全球风力发电的10%：我国 太阳能发电装机容量钓为14OMW2,占我国电力装机容量的0.018%，占全球太阳能光伏发 电的07%；水电装机容量为171.52GW,约占我国电力装机容量的21.64%9，占全球水电装 Michadl Grahan Richurd GatinesCanada on20 ·王所碱 Haresh Khemen,Past Present and Fuue of Hydsckctne Pouer Plants.Part 2:Pesent.Sep29.008 “中电景候计登据 “人民日探为外版，明年民月运日 日王麻成 “中电最候计数据
2 图 0.1 气候方案模型的代表前景图 图 0.1 气候方案模型的代表前景之一，描述了能够逆转气候变化的技术楔型块。每种气候方案楔型块 都随着时间的增长而膨胀，所有楔型块随着产业容量增加和应用范围扩大而形成相当可观的总和。最顶端 的红线指 SRES A1B 前景的能源需求预计。注意：因为能效技术在能源生产的同时应用，因此其结果在最 终能源需求中体现（而不是在一次能源生产中体现）。 到 2008 年底，全球发电设备总装机容量约为 4,000GW，其中大型风力发电的装机容量 为 120.8GW7，太阳能发电装机容量为 18.5GW8，水电装机容量为 675GW(2007)9，分别占全 球总发电装机容量的 3％，0.46％，和 16.9％。 我国电力装机容量 2008 年底达到 792.53GW10，其中大型风力发电装机容量连续三年翻 番，总容量达到 12.21GW，占我国电力装机容量的 1.54％11，占全球风力发电的 10％；我国 太阳能发电装机容量约为 140MW12，占我国电力装机容量的 0.018％，占全球太阳能光伏发 电的 0.7％；水电装机容量为 171.52GW，约占我国电力装机容量的 21.64％13，占全球水电装 7 Michael Graham Richard, Gatineau, Canada on 02. 2.09 8 王斯成 9 Haresh Khemani, Past, Present and Future of Hydroelectric Power Plants - Part 2: Present, Sep 29, 2008 10 中电联统计数据 11人民日报海外版，2009 年 02 月 05 日 12 王斯成 13 中电联统计数据 0 200 400 600 1000 1200 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 0 200 400 600 800 1000 1200 传统化石能源 工业能效和节能 节能建筑 节能交通工具 减少车辆使用 航空航海节能 水电改造 传统生物质能 生物质能 风电 太阳能光伏发电 太阳能热发电 太阳热供暖 小水电 地热（热电） 大型水电（现存并可持续） 海洋能 可再生资源制氢 核能 采用 CCS 技术的化石燃料 基本负荷 天然气替代煤 A1B 能源前前景 800 最 终 生 产 的 能 源 或 避 免 的 能 源 （E J）
机容量的253%（其中微水电装机容量约为8Gw“15,占我国电力装机容量的1.01%）：截至 2007年底，生物质能发电总装机规模2.20GW6,占我国电力装机容量的028%。 我国大型风力发电当年和累计装机容量(C得，千万千瓦) 12 6 2005 2006 2007 200g 图02我国大风力发电当年和累计装机容量(GW.百万千瓦) 由此可见，在诸多可再生能源发电应用技术中，曾在解决无电地区电力建设中发挥了重 大作用，同样也在缓解环境压力中作出贡献的小型风力发电产业。却一直未能发挥出较大的 作用。中国农业机械工业协会风力机械分会根据各小型风能设备生产企业上报的数据统计， 2008年，我国的小型风能产业的产量为78.411台，装机容量为72.8MW。其中出口39387 台，装机容量为51.5W,占总装机容量的0.7%。也就是说，我国生产的小型风能设备中， 只有30%在国内安装使用。据估计，目前我国的实际小型风力发电设备的保有量约20万台， 按平均每台500W计算，相当于100MW,小型风力发电产业在我国的能源（电力）供应和绿 色能源方面起到的作用还较小。 “我国现厅际准风定微水电的最大装相容量为的千瓦 “表村小型电夏利用技术，山西径草环保俺夏网，www.h.cn ”28-20年中国十物质餐发电行女分断及性资齐询限容，中程州问，0燃9
3 机容量的 25.3％ (其中微水电装机容量约为 8GW14 15，占我国电力装机容量的 1.01%)；截至 2007 年底，生物质能发电总装机规模 2.20GW16，占我国电力装机容量的 0.28％。 0 2 4 6 8 10 12 14 2005 2006 2007 2008 GW 我国大型风力发电当年和累计装机容量（GW，千万千瓦) 图 0.2 我国大型风力发电当年和累计装机容量（GW,百万千瓦） 由此可见，在诸多可再生能源发电应用技术中，曾在解决无电地区电力建设中发挥了重 大作用，同样也在缓解环境压力中作出贡献的小型风力发电产业，却一直未能发挥出较大的 作用。中国农业机械工业协会风力机械分会根据各小型风能设备生产企业上报的数据统计， 2008 年，我国的小型风能产业的产量为 78,411 台，装机容量为 72.8MW。其中出口 39,387 台，装机容量为 51.5MW，占总装机容量的 70.7％。也就是说，我国生产的小型风能设备中， 只有 30％在国内安装使用。据估计，目前我国的实际小型风力发电设备的保有量约 20 万台， 按平均每台 500W 计算，相当于 100MW，小型风力发电产业在我国的能源（电力）供应和绿 色能源方面起到的作用还较小。 14 我国现行标准规定微水电的最大装机容量为 100 千瓦 15 农村小型电源利用技术，山西能源环保能源网，www.sxhn.cn 16 2008-2010 年中国生物质能发电行业分析及投资咨询报告，中投顾问，2008.9
山我国发电装机容量的 % 16 154 14 12 101 04 0. 02 0a1月 00126 0 风电运优微水电坐物后忙小风电 图03小型风力发电占我国发电装机容量的百分比 胡锦涛主席在G20会议上提出我国到2020年，15%的能源将来白可再生能源。在实现这 一目标的过程中，小型风力发电产业应当如何定位，如何发展，能否在当前能源紧缺，矿物 燃料逐步枯竭的形势下成为另一种替代能源的领域，小型风力发电产业在小农场建设，解决 农村无电中又能发挥什么作用，是值得各有关方面认真研究和高度关注的。 4
4 图 0.3 小型风力发电占我国发电装机容量的百分比 胡锦涛主席在 G20 会议上提出我国到 2020 年，15%的能源将来自可再生能源。在实现这 一目标的过程中，小型风力发电产业应当如何定位，如何发展，能否在当前能源紧缺，矿物 燃料逐步枯竭的形势下成为另一种替代能源的领域，小型风力发电产业在小农场建设、解决 农村无电中又能发挥什么作用，是值得各有关方面认真研究和高度关注的
第一章小型风力发电的定义、应用方式和技术特点 11小型风力发电及分布式发电的定义 1.11小型凤力发电的定义 国际电工委员会(EC)针对小型风力发电机组的最新标准EC61400-2定文小型风力发 电机组(Small Wind Tur中ine SWT),适用于风轮扫掠面积小于200m,将风能转换为电能的 系统（产生的电压低于1000V交流或1500V直流的小型风力机），这大约相当于单机功率为 40-50kW. 另一方面，根据大多数国际组织的定义，把功率小于100以W的风力发电机组定义为小型 风力发电机组。本报告把功率不超过100kW的风力发电机组称为小型风力发电机组。 1.12分布式发电的定义” 至今为止，世界各国对分布式发电没有一个统一的用词和定义。 关于分布式发电，出现和使用过的术语包括： ●DE(Decentralized Energy):源于总部设在欧洲的世界分布式联盟"WADE(Word Alliance Decentralized Energy),Decentralized在英文中强调了分散化或非集中化的 的含义，面E©rgy强调并非单一供电。能源就地供应的种类可以是多样性的。 ● DE Distributed Energy)DER Distributed Energy Resources):Distributed 也是指分布式，但是这个词汇更多地应用在T行业，多用于互联网式的分布信息处 理解决方案，显示了能源行业受到互联网革命的启迪，暗喻了这些分布在用户端的 系统是相互联系或相互连接的，更像一个网络化的能源系统。加入Resources一词， 反应了人们将可再生能源和用来发电的废热。以及其他分版化的废弃资源作为一种 可利用的资源看特。这种称呼主要应用在美国。 ●DG(Distributed Generation):是一个比DE更早应用过的词汇，主要指分散的小型 发电设备在用户端发电。起源于用户应急发电机并网供电，以保持电网安全多元化。 美国的电力公可最早使用这样的问汇，将其视为一种电力安全的保障手段。 ●DP(Distributed Power):意思与DG差不多，只是潮盖的不仅是发电，还包含了其 他能量的回收利用。 ●DR(Distributed Resources)；是指利用分散的能源资源的系统。 ●ES(Energy Storag):指的是储使技术，包括电热冷的储能，过去对于大能源系绕 的储能只是抽水蓄能电站和天然气地下及地上储气库等。随着分布式能源的发展， 分布式的储能被广泛应用，而且逐步作为一种独立的能源供应方式发展迅速， 关于“分布式能源或分布式发电”的定义，各国和各国际机构也不尽相同： 国际大型电力系统委员会(CG正R)将分布式发电定义为：“非经规划的或中央调度型的 电力生产方式，通常与配电网相连，一般发电规模在S0-100MW之间”。根据C1GER定义， 分布式发电一定是在配电侧联网的，对电网的供电质量起着调节的作用。 口韩小平，天于分车式疑家系领的将为与定义。中国能源网俗2达
5 第一章 小型风力发电的定义 小型风力发电的定义、应用方式和技术特点 1.1 小型风力发电及分布式发电的定义 1.1.1 小型风力发电的定义 国际电工委员会（IEC）针对小型风力发电机组的最新标准 IEC61400-2 定义小型风力发 电机组（Small Wind Turbine SWT），适用于风轮扫掠面积小于 200m2，将风能转换为电能的 系统（产生的电压低于 1000V 交流或 1500V 直流的小型风力机），这大约相当于单机功率为 40-50kW。 另一方面，根据大多数国际组织的定义，把功率小于 100kW 的风力发电机组定义为小型 风力发电机组。本报告把功率不超过 100kW 的风力发电机组称为小型风力发电机组。 1.1.2 分布式发电的定义17 至今为止，世界各国对分布式发电没有一个统一的用词和定义。 关于分布式发电，出现和使用过的术语包括： DE（Decentralized Energy）：源于总部设在欧洲的“世界分布式联盟”WADE（Word Alliance Decentralized Energy），Decentralized 在英文中强调了分散化或非集中化的 的含义，而 Energy 强调并非单一供电，能源就地供应的种类可以是多样性的。 DE（Distributed Energy）或 DER（Distributed Energy Resources）：Distributed 虽然 也是指分布式，但是这个词汇更多地应用在 IT 行业，多用于互联网式的分布信息处 理解决方案，显示了能源行业受到互联网革命的启迪，暗喻了这些分布在用户端的 系统是相互联系或相互连接的，更像一个网络化的能源系统。加入 Resources 一词， 反应了人们将可再生能源和用来发电的废热，以及其他分散化的废弃资源作为一种 可利用的资源看待。这种称呼主要应用在美国。 DG（Distributed Generation）：是一个比 DE 更早应用过的词汇，主要指分散的小型 发电设备在用户端发电。起源于用户应急发电机并网供电，以保持电网安全多元化。 美国的电力公司最早使用这样的词汇，将其视为一种电力安全的保障手段。 DP（Distributed Power）：意思与 DG 差不多，只是涵盖的不仅是发电，还包含了其 他能量的回收利用。 DR（Distributed Resources）：是指利用分散的能源资源的系统。 ES（Energy Storage）：指的是储能技术，包括电热冷的储能，过去对于大能源系统 的储能只是抽水蓄能电站和天然气地下及地上储气库等。随着分布式能源的发展， 分布式的储能被广泛应用，而且逐步作为一种独立的能源供应方式发展迅速。 关于“分布式能源”或“分布式发电”的定义，各国和各国际机构也不尽相同： 国际大型电力系统委员会（CIGER）将分布式发电定义为：“非经规划的或中央调度型的 电力生产方式，通常与配电网相连，一般发电规模在 50-100 MW 之间”。根据 CIGER 定义， 分布式发电一定是在配电侧联网的，对电网的供电质量起着调节的作用。 17 韩小平，关于分布式能源系统的称为与定义，中国能源网 2009-08-28
世界分布式能源联盟对分布式能源的定义：分布式能源是分布在用户编的独立的各种产 品和技术。包括：1)高效的热电联产系统：功率在3张W一4OOMW:例如：燃气轮机，蒸汽 轮机、往复式内燃机、燃料电池、微型燃气轮机、斯特林发动机：2)分布式可再生能源技术， 包括：光伏发电系统、小水电和现场生物能发电以及风力发电。它的意义在于：》提高能源 利用效率：2)减少输配电损失：3)减少用户能源成本：4)减少燃料浪费：5)减少CO2和 其他污染物的挂放。 美国能源部认为分布式能源（也叫做分布式生产、分布式能量或分布式动力系统）可在 以下儿个方面区别于集中式能源：1)分布式能源是小型的、模块化的，规模大致在kW至 MW级：2)分布式能源包含一系列的供需双侧的技术：3)位于用户现场或附近，这样，便 于实现更强大的就地控制、更高效的余热利用，以达到节能与降低污染排放的目的。分布式 能源的一系列技术包括：光电系统、燃料电池、燃气内燃机、高性使燃气轮机和微燃机、热 力驱动的制冷系统、除湿装置、风力发电机、需求侧管理装置、太阳能（发电）收集装置和 地热能量转换系统等等。这些技术可以满足不同用户的能量需求，包括：连续的电能、备用 电力、可移动电源、冷热电联供和调峰电力等，分布式能源装置可以直接安装在用户建筑物 甲，或建在区城能源中心，能海园区或小型微型能源网络系统之中或用近。分布式能源更突 出在规模小、相对独立、动力与燃料来源多样化、设备和系统技术性能先进等方面， 丹麦政府能源环境部对分布式发电的定义十分简单，包括三个要素：1)靠近用户的发电 方式：2)不连接到高压输电网：3)功率少于10MW。 在我国，对分布式发电的称呼也多种多样，如最初叫小型全能量系统、小型热电冷联产， 后来有叫分散电源，也有国分布发电，还有叫用户能源系统，以及需求侧能源装置等等，目 前使用较多的是“分布式能源”或“分布式发电”。 清华大学电机系朱守真教授则认为：分布式电源是一种直接连接在配电网或者计量的用 户侧的电源设备。分布式能源是指功率不大（几十kW至几十MW)、小型模块化、分布在 负荷附近的请洁环保发电设施，经济、高效、可靠地发电形式。分布式发电的提出是为区别 于传统集中发电、远距离传输、大联网的发电形式。分布式发电一般直接安装在负荷所在的 配电网络上。 国家发改委能源局在《关于分布式能源系统有关问恩的报告》中对分布式能源的官方定 义是：分布式能源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式， 与传统的集中式能源系统相比，分布式能源接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或 超高压输电，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用：由于兼具发电、供热等多 种能源服务功能，分布式能源可以有效地实现能源的橘级利用，达到更高的能源综合利用效 率。分布式能源设备起停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，系统的可靠性和安全性较 高：此外，分布式能源多采取天然气、可再生能源等清洁传源为燃料，较之传统的集中式能 源系统更加环保。 不管各方对分布式能源（发电）如何称呼和定义，分布式能源（发电）供电的特点主要 有： ●供电可以满足特殊场合的需求： ●分布供电方式可以弥补大电网在安全稳定性方面的不足： ●分布供电方式为能源的综合利用提供了可能： ●分布供电方式为可再生能源的利用开摩了新的方向：
6 世界分布式能源联盟对分布式能源的定义：分布式能源是分布在用户端的独立的各种产 品和技术。包括：1）高效的热电联产系统：功率在 3kW－400MW；例如：燃气轮机，蒸汽 轮机、往复式内燃机、燃料电池、微型燃气轮机、斯特林发动机；2）分布式可再生能源技术， 包括：光伏发电系统、小水电和现场生物能发电以及风力发电。它的意义在于：1）提高能源 利用效率；2）减少输配电损失；3）减少用户能源成本；4）减少燃料浪费；5）减少 CO2 和 其他污染物的排放。 美国能源部认为分布式能源（也叫做分布式生产、分布式能量或分布式动力系统）可在 以下几个方面区别于集中式能源：1）分布式能源是小型的、模块化的，规模大致在 kW 至 MW 级；2）分布式能源包含一系列的供需双侧的技术；3）位于用户现场或附近，这样，便 于实现更强大的就地控制、更高效的余热利用，以达到节能与降低污染排放的目的。分布式 能源的一系列技术包括：光电系统、燃料电池、燃气内燃机、高性能燃气轮机和微燃机、热 力驱动的制冷系统、除湿装置、风力发电机、需求侧管理装置、太阳能（发电）收集装置和 地热能量转换系统等等。这些技术可以满足不同用户的能量需求，包括：连续的电能、备用 电力、可移动电源、冷热电联供和调峰电力等。分布式能源装置可以直接安装在用户建筑物 里，或建在区域能源中心，能源园区或小型微型能源网络系统之中或附近。分布式能源更突 出在规模小、相对独立、动力与燃料来源多样化、设备和系统技术性能先进等方面。 丹麦政府能源环境部对分布式发电的定义十分简单，包括三个要素：1）靠近用户的发电 方式；2）不连接到高压输电网；3）功率少于 10MW。 在我国，对分布式发电的称呼也多种多样，如最初叫小型全能量系统、小型热电冷联产， 后来有叫分散电源，也有叫分布发电，还有叫用户能源系统，以及需求侧能源装置等等，目 前使用较多的是“分布式能源”或“分布式发电”。 清华大学电机系朱守真教授则认为：分布式电源是一种直接连接在配电网或者计量的用 户侧的电源设备。分布式能源是指功率不大（几十 kW 至几十 MW）、小型模块化、分布在 负荷附近的清洁环保发电设施，经济、高效、可靠地发电形式。分布式发电的提出是为区别 于传统集中发电、远距离传输、大联网的发电形式。分布式发电一般直接安装在负荷所在的 配电网络上。 国家发改委能源局在《关于分布式能源系统有关问题的报告》中对分布式能源的官方定 义是：分布式能源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式。 与传统的集中式能源系统相比，分布式能源接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或 超高压输电，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用；由于兼具发电、供热等多 种能源服务功能，分布式能源可以有效地实现能源的梯级利用，达到更高的能源综合利用效 率。分布式能源设备起停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，系统的可靠性和安全性较 高；此外，分布式能源多采取天然气、可再生能源等清洁能源为燃料，较之传统的集中式能 源系统更加环保。 不管各方对分布式能源（发电）如何称呼和定义，分布式能源（发电）供电的特点主要 有： 供电可以满足特殊场合的需求； 分布供电方式可以弥补大电网在安全稳定性方面的不足； 分布供电方式为能源的综合利用提供了可能； 分布供电方式为可再生能源的利用开辟了新的方向