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分布式能源系統：你身邊的光與熱

從前有座山，山里有間房，房里有個小明在等天亮。

“聽說暴風雨把輸電線弄斷了……”小明趴在窗口，邊聽著外面的風聲邊想，“看來今天晚上動畫片的大結局是趕不上了……郁悶。”

“電是人類的好朋友，我一分一秒都離不開它。”在這個黑漆漆的夜晚，小明再一次深深感受到了電的重要性。

不得不說，小明真相了。從電*次在我們的生活中應用開始，我們就再也離不開它了。而現在，若是哪里突然停電，想必會有幾十上百個小明坐在窗前等天亮吧。

那么，怎樣才能讓大家方便地用上綠色環保且安全穩定的電呢？工程師們也是操碎了心。終于，他們開發出了分布式能源系統（Distributed energy systems，簡稱DES），來解決這些問題。

點擊圖片，觀看定格動畫，帶你了解分布式能源系統是如何為身邊的幸福供電的

近一點，再近一點

在解釋什么是分布式能源系統之前，我們先來說說現在大多數人家里的電是怎么來的。目前，全球大部分地區電力供應的基本模式是集中式供電。電從“在山的那邊，海的那邊”的大型集中式電廠生產，通過高壓輸電線路翻山越嶺來到變電站，在那里降壓后再通過本地配電網到達千家萬戶。

集中式電廠可以離咱家多遠呢？西門子參與建設的全球首條1100kV高壓直流輸電線路能將在新疆昌吉產生的電力輸送到3300公里外的安徽古泉，也是厲害了！

而分布式能源系統跟這種傳統模式*相反，它使用分布式發電，簡單來說，就是“在哪兒用電，就在哪兒發電”。其實，這種模式也不是近幾年才有的。1879年初，西門子就接到了一筆來自清政府的“照明設備”訂單。西門子提供了一臺10馬力的蒸汽發電機，用于上海港的照明，大大提高了港口的工作效率。

幾百年過去，現代的分布式發電依然貼近用戶，而且變得更*、智能。現在，人們不僅可以利用天然氣發電，還能綜合利用太陽能、風能、生物質等可再生能源，以更加高效環保的方式源源不斷地生產電力。

分布式發電設備與相應的能源管理解決方案有機結合起來就形成了一個較簡單的分布式能源系統單元。再給大家正經、嚴肅地解釋一下這個概念：分布式能源系統是以天然氣、生物質能、太陽能、風能和其它可再生的清潔能源為一次能源，在用戶現場或靠近用戶現場的小型或微型獨立輸出電和熱（冷）能的系統。它可以根據用戶的特定需求量身定制，例如降低能源成本、提高能源效率、確保供電穩定性，以及降低碳排放等。一般來說，在一個簡單的分布式能源系統單元中，發電設備產生的電力可以直接通過配電網到達用電端，可以說是非常直接便利了！

然而，大家都知道，像太陽能和風能這樣的可再生能源都具有波動性。比如，如果今天晴空*，那光伏發電量肯定是杠杠的。但如果陰雨連綿，那想要太陽能發電就有點有心無力了。大家可能會說，那我就在區域里多安裝幾種不同類型的發電裝置，如果不能使用太陽能發電就采用風能發電，風能發電也行不通就利用生物質發電，這樣不就好了嗎？這的確是一個好方法，但如果這些不同的發電裝置都各自通過不同的耦合點直接與配電網相連，那么不僅主電網要承受不小的沖擊，各個發電裝置之間也無法互相協調。

因此，為了更好地管理區域內各種分布式發電資源或一次管理多個能源系統，讓大家每時每刻都能愉快地用電，神奇的微電網就誕生了。分布式發電設備、儲能設備、負荷與包括微電網管理技術等在內的能源管理解決方案相結合就形成了微網能源系統。

微電網就像區域內各個發電資源或系統的“指導員”。面對“任性”的不同種類的能源，微電網能夠借助數字技術并配合儲能設備，完成對冷、熱、電的調度和控制，最終實現能源供應、儲能和能源需求之間的平衡。這樣一來，達成內部平衡的能源系統就可以通過單個耦合點與主電網連接，避免了對主電網的沖擊。

結合能源管理技術，微電網的運行模式也是非常靈活的。根據用戶的需要，它既可以接入主電網，又可以離網獨立運行。當接入主電網時，它可以向電力不足的主電網輸送電力，也可以從電力充足的主電網那里獲得多余電力。而當它與主電網斷開，就會以孤島模式運行。在孤島模式下，微電網可以為遠離主電網的區域（如山區）提供電力。

其實，分布式能源系統已經默默走進了我們的日常生活。無論是辦公樓、酒店、超市等商業建筑，學校、醫院、游樂園等公共場所，還是工業園區、住宅區、農村、軍事基地等，都是分布式能源系統的主要應用場景。分布式能源系統可以離你很近很近，就在你身邊，支撐每一份由電力為你帶來的小幸福。

重要的優點講四個

那么，分布式能源系統到底哪里好？今天，我們就以小明同學的生活為例，給大家講講分布式能源系統的四個主要優點。

首先，分布式能源系統的基本運行模式是“自發自用，余電上網”，通俗點說就是消費者翻身做主人啦！例如，在小明家，以前都是“用電—交電費—用電”的模式，然而現在不一樣了！如果小明家的小區用上了分布式能源系統，那他們就可以用上小區自己發的電。而且，如果今天的電發多了，就可以將部分電力賣給電網。這樣一來，用戶的用電成本變低，豈不是美滋滋？

其次，小明家的小區用上分布式能源系統以后得到的可不只是電而已。由于分布式能源系統在發電時采用熱電聯產，燃氣輪機機組發電產生的熱量可以被蒸汽輪機機組再次利用，而在被用過兩輪以后，剩下的熱量還可以用來供熱和供冷，相當于冷熱電三聯供，一舉三得，是不是棒棒噠！

另外，還記得文章開頭時那個趴在窗口等天亮的小明嗎？有了分布式能源系統，晚上看動畫片大結局這個事兒就妥了。由于分布式能源系統就部署在用戶附近，所以避免了惡劣天氣等對遠距離輸電的影響，安全可靠。而如果用電端采用的是分布式能源系統配合主電網的能源模式，那么一旦主電網出現故障，微電網就可以立刻脫離主電網，采用自主供電，恢復電力。知道了這個知識的小明，默默流下了感動的淚水。

最后，由于發電時多使用清潔能源或可再生能源，分布式能源系統是非常環境友好的。作為一個熱愛地球、致力于控制碳排放的好孩子，小明表示很滿意，并點了個贊。

我很牛，而且我牛得很全面

知道了分布式能源系統的這么多好處，那分布式能源系統到底怎么建呀？

身為一篇不做作的廣告帖，接下來就給大家講講西門子是怎么助力合作伙伴建立分布式能源系統的。

謙虛地說，西門子是世界上一家產品覆蓋從發電端到能源管理端的完整分布式能源系統的公司。

在發電端，西門子可以為小規模發電項目（如獨棟樓宇）提供靈活可靠的燃氣內燃機，也可以憑借高效的小型燃氣輪機、小型蒸汽輪機和配套發電機，助力客戶建造聯合循環和熱電聯產電廠，實現高能效與環境友好。同時，針對可再生能源發電，西門子不但能為太陽能光伏解決方案提供變壓器、配電柜等組件，也能提供風力發電和生物質發電的相關產品。

說到西門子在分布式發電領域的拳頭產品，一定不能不提SGT-800型燃氣輪機。由于出色的效率和高可靠性，SGT-800型燃氣輪機非常適合聯合循環應用以及熱電聯產，燃料利用率更可以高達80%以上。它的高可用性、高效率和低排放的特點也讓它的生命周期成本更低，且更加環境友好，實為分布式發電項目*的佳品！

2016年，西門子攜手杭州汽輪機股份有限公司（杭汽輪），為協鑫集團的分布式能源項目提供4臺SGT-800型燃機輪機機組。2017年，西門子又與杭汽輪合作，為中國電力國際發展有限公司旗下的中電（成都）綜合能源有限公司提供兩臺SGT-800型燃氣輪機，將用于四川省成都高新科技產業開發區西部園區的分布式能源站項目。怎么樣，SGT-800雖然身材“嬌小”，但發展潛力可是大大的！

電生產出來后，要如何讓用戶用得放心呢？這就要依靠高效的能源管理啦！

在能源管理方面，為大程度減少客戶在實施項目時的不確定性，西門子的DESS®SIMPSON軟件可幫助客戶完成項目可行性分析，對項目運行收益等進行仿真并生成項目財務評價、技術評價、KPI指標等，讓客戶在項目開始前就先對全局有清晰的把握。

客戶還可以借助西門子的PSS®SINCAL軟件實現對分布式能源系統的技術仿真，以評估不同新能源組合的經濟性、可靠性、需求反應以及在一年或一年以上的并網或孤島運行模式下任何微電網的詳細電力行為，幫助客戶優化微網設計以使利益最大化。

那么，項目運行后要如何管理呢？這個也不成問題，西門子功能強大的Spectrum Power分布式微網管理系統能“眼觀六路”，實現對整個系統的全天候監控。它還能根據時間、階梯能源價格、對冷熱電負荷的預測等完成資源調配，達到總能源成本最低，并自動消減超出限值的光伏或風能，保持系統穩定性。

目前，西門子的微電網自動化和數字化技術已經應用在了很多地方。舉幾個高大上的例子：西門子已經與 LO3能源公司攜手，為紐約布魯克林的一個社區提供了基于區塊鏈技術的微電網系統，讓社區能夠自己計量用電和發電量，并通過自動拍賣來決定為每千瓦時的電力支付多少錢。

你可能要問，如果區域中有多種能源的話，微電網真的能管得過來嗎？有了西門子，這個也不成問題，在德國就有一個成功的案例。為完成2050年能源改革，德國政府在一個名叫Wildpoldsried的小鎮上實施了能源互聯網示范項目，而西門子在項目中可是幫了大忙的。利用屋頂光伏、風力發電、沼氣發電、冷熱電三聯供等，小鎮的發電量可達鎮上2500人所需電量的300%以上。面對種類繁多的能源，西門子建立的智能微電網系統可以配合西門子的儲能系統，對這些可再生能源發電設備進行統一管理與控制，實現供需平衡，并與主電網協調互補，保證微電網和周邊電網穩定。這樣一來，不僅居民電費減少、發電設備更高效安全，小鎮也能實現能源平衡流動與供電穩定。

不過，你可不要以為微電網只能建在城市或者郊區，在*管理系統的幫助下，微電網雖然暫時還上不了天，但也能建到海拔很高的地方。在中國，西門子為在西藏的目前國內規模最大、海拔最高的離網型能源系統工程中的光伏電站提供了Spectrum Power分布式微網管理系統，實現了對太陽能發電裝置、儲能和柴油發電裝置的協調、優化以及能源管理。在項目中，所有微電網內設備均可遠程啟動和控制，并配有自動調節模式，這讓變電站只需1人值班就可解決所有問題。此外，系統還可以預測極端天氣，并制定發電計劃，將所有儲能設備提前充滿，保證微電網持續供電。

說了這么多，其實西門子的完整分布式能源系統解決方案也早有應用了。目前，它已成功應用在美國紐約市的布朗克斯（Bronx）區，并帶來了切實的好處。該區域內包括35棟建筑、14000個公寓，共計約6萬名居民。西門子為布朗克斯區提供了熱電聯產系統、DCS控制系統以及微電網控制系統，可為區域靈活供電、供熱和制冷。通過采用西門子的分布式能源系統解決方案，不僅電廠的投資回報期小于五年，布朗克斯區所購電力的溫室氣體排放和燃油消耗也降低了50% 以上。

總而言之，跟西門子攜手，小伙伴們就可以愉快地搭建分布式能源系統啦！更愉快的是，如果采用來自同一公司的系統集成方案，不僅系統各個部分之間能實現無縫連接、*兼容，而且與客戶的接口也只有一個，大大方便了項目實施，省心省力。

最后，我們再來回顧一下文章主旨：分布式能源好啊！它讓光和熱更近一點，也讓舒適的生活離你更近一點。