本實(shí)用新型涉及分布式電源、新能源、傳統(tǒng)能源的利用領(lǐng)域，尤指一種利用分布式電源、新能源、可再生能源的分布采集,對(duì)國(guó)家電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充的分布式電源電網(wǎng)。

背景技術(shù)：

多年來(lái)，電力系統(tǒng)主要依靠大型發(fā)電廠及超高壓長(zhǎng)距離輸電線路，集中向中心供電，以滿足快速增長(zhǎng)的電力需求。這種方式需要較長(zhǎng)的工程建設(shè)時(shí)間，耗資巨大，消耗大量的一次能源，并且影響生態(tài)環(huán)境。另一方面，集中供電模式存在大停電的可能性，一旦發(fā)生會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的若干大停電事故證明了這一點(diǎn)。因此，利用風(fēng)力、太陽(yáng)能等清潔能源發(fā)電的分布式發(fā)電(Distributed Generation,DG)技術(shù)開始受到重視。分布式發(fā)電具有靈活、分散、小型、靠近用戶和合理使用清潔能源的特點(diǎn)，能夠減少輸電損耗、提高一次能源的利用率以及減少?gòu)U氣排放，具有很好的應(yīng)用前景。然而，大量分布式發(fā)電并網(wǎng)有可能造成電力系統(tǒng)對(duì)其不可控制的局面，并引發(fā)相應(yīng)的電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全穩(wěn)定性等諸多問(wèn)題，因此，近兩年來(lái)電網(wǎng)“棄風(fēng)棄光”的愈演愈烈，甚至出現(xiàn)了大面積的分布式電源閑置，嚴(yán)重的浪費(fèi)了社會(huì)財(cái)富.

正如道路有國(guó)道、省道、鄉(xiāng)村道路，不同的道路其迎合的車輛不同，這些車輛對(duì)道路的需求也不同，小型手扶車和三馬子也沒(méi)有必要建設(shè)過(guò)高標(biāo)準(zhǔn)的道路，因此，各個(gè)等級(jí)的道路標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量也有所差別，這可以節(jié)省建造成本。目前在我國(guó)，任何等級(jí)和容量的電源，其輸送通道都是國(guó)家電網(wǎng)，從大型火電、核電、水電，到風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)、燃?xì)怆娬镜?，只要通過(guò)電網(wǎng)傳輸，就只有一個(gè)國(guó)家電網(wǎng)的通道，由此，對(duì)于上網(wǎng)電源的要求也只有一個(gè)上網(wǎng)規(guī)約的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于近年來(lái)興起的分布式電源，如風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等，本來(lái)發(fā)電量及單機(jī)容量就小，結(jié)果要通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)的通道傳輸?shù)接脩艚K端，那么就要迎合電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求，也因此要額外花很多錢進(jìn)行逆變等一系列復(fù)雜的交變過(guò)程，但是，到頭來(lái)電網(wǎng)還在一個(gè)勁叫喚“垃圾電”對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的傷害，也由此排斥、抵觸分布式電源入網(wǎng)。對(duì)于分布式電源風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電而言，就是大面積、大量的“甩風(fēng)棄光”，以至于花很多錢建設(shè)的風(fēng)力發(fā)電站和太陽(yáng)能發(fā)電站白白閑置，造成事實(shí)上的資源浪費(fèi)，國(guó)家和用戶承擔(dān)了不該承擔(dān)的代價(jià)。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，不管是發(fā)電場(chǎng)還是電網(wǎng)都是受害者，都有訴不完的苦衷；另一方面，作為普通消費(fèi)者的老百姓，其日常消費(fèi)就是電燈泡和電磁爐等純電阻性負(fù)載，電壓220v，或者230v，或者240v，頻率50Hz，抑或45Hz，55Hz，對(duì)其生活質(zhì)量都不會(huì)帶來(lái)太多的影響和傷害，但由于獨(dú)家供電，具有的絕對(duì)壟斷地位，加之，電網(wǎng)調(diào)度聽(tīng)似非常智能先進(jìn)，但其實(shí)際技術(shù)手段仍然停留在人工調(diào)度決策的層面，因此，細(xì)分電價(jià)、降低電價(jià)對(duì)于這么一個(gè)龐大的系統(tǒng)，幾乎成為不可能，電價(jià)隨著物價(jià)的暴漲，一分都少不了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種分布式電源電網(wǎng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案是：一種分布式電源電網(wǎng)，包括若干個(gè)分布式電源裝置，所述的分布式電源裝置用于產(chǎn)生電力，所述的若干個(gè)分布式電源裝置產(chǎn)生電力后采用并聯(lián)式集中直流升壓并網(wǎng)從而形成直流輸配電網(wǎng)，所述的直流輸配電網(wǎng)相對(duì)于交流配電網(wǎng)獨(dú)立而直接輸送至終端用戶，和/或并網(wǎng)至交流配電網(wǎng)后同線傳輸送至終端用戶。

優(yōu)選地，所述的直流輸配電網(wǎng)通過(guò)升壓變電站升壓后經(jīng)輸電線路輸送至降壓變電站，經(jīng)降壓變電站降壓后輸送至終端用戶。

優(yōu)選地，還包括智能化能源調(diào)度控制系統(tǒng)，所述智能化能源調(diào)度控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分布式電源電網(wǎng)電力供應(yīng)。

優(yōu)選地，所述的分布式電源裝置為分布式水力發(fā)電裝置和/或風(fēng)力發(fā)電裝置和/或光伏發(fā)電裝置和/或柴油發(fā)電機(jī)裝置和/或微型燃?xì)廨啓C(jī)裝置和/或生物質(zhì)發(fā)電裝置。

優(yōu)選地，所述的分布式水力發(fā)電站裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置、光伏發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機(jī)裝置、微型燃?xì)廨啓C(jī)裝置分別連接直流負(fù)載和能源存儲(chǔ)設(shè)備。

優(yōu)選地，所述的分布式水力發(fā)電裝置包括至少一個(gè)蜂窩式水輪發(fā)電機(jī)和具有一定的流量和流速的水。

優(yōu)選地，所述的光伏發(fā)電裝置含有太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置或太陽(yáng)能光熱發(fā)電裝置，或其組合，太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置電池種類選自晶硅電池、薄膜電池、其他形式，或其組合；所述其他形式的電池型式選自聚光砷化鎵，或染料敏化電池，或銅鋅錫硫，或量子點(diǎn)電池，或納米線電池，或聚合物電池，或光熱電概念，或上轉(zhuǎn)換下轉(zhuǎn)換概念，或熱電子概念，所述晶硅電池的電池型式選自單晶硅電池，或多晶硅電池，或HIT異質(zhì)結(jié)電池，或IBC/MWT/EWT背接觸晶硅電池，或SE晶硅電池；所述薄膜電池的電池型式選自非晶硅薄膜電池，或非晶/微晶硅疊層薄膜電池，或碲化鎘薄膜電池，或銅銦鎵硒電池。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型為建設(shè)一個(gè)有別于現(xiàn)有國(guó)家電網(wǎng)(交流配電網(wǎng))的分布式電源電網(wǎng)，以分布式水力發(fā)電為電源支撐，完全容納以分散方式布置的、發(fā)電功率為幾千瓦到數(shù)百兆瓦的小型模塊式、與環(huán)境兼容的獨(dú)立電源，包括生物能發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)、太陽(yáng)能發(fā)電和光伏電池、燃料電池、風(fēng)能發(fā)電、微機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)等電源。分布式能源電網(wǎng)，可以跟現(xiàn)有國(guó)家電網(wǎng)用同線傳輸，目前我國(guó)電力傳輸基本采用交流傳輸，分布式電源電網(wǎng)傳輸采用直流傳輸。這個(gè)實(shí)現(xiàn)起來(lái)也很簡(jiǎn)單，只需要在用戶端和供電側(cè)各安裝一個(gè)小型的直流調(diào)制和解調(diào)模塊，就可以實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)同線傳輸。分布式電源電網(wǎng)也可以獨(dú)立工作。

分布式電源電網(wǎng)將從根本上改變我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有能源體系，對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行和降損節(jié)能具有重要的意義；對(duì)我國(guó)發(fā)電、輸電、配電、用電、負(fù)荷構(gòu)成、變電站建設(shè)以及調(diào)度系統(tǒng)等環(huán)節(jié)都將產(chǎn)生革命性的影響，其最終受益者將是每一個(gè)參與電網(wǎng)的企業(yè)，和每一個(gè)普通的電力消費(fèi)者，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)多方共贏的目標(biāo)策略；分布式電源電網(wǎng)也將是我國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展、應(yīng)對(duì)氣候變化、減少二氧化碳排放的綠色發(fā)展道路。具有降低二氧化碳排放、保護(hù)全球氣候和國(guó)內(nèi)改善環(huán)境、節(jié)約資源、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的協(xié)同效應(yīng)。

分布式電源與傳統(tǒng)大電網(wǎng)中的常規(guī)電源有很大的不同，主要有以下特點(diǎn)：

(1)形式多樣、可靈活組合的、可實(shí)現(xiàn)分布式布局、更有利于生態(tài)健康發(fā)展；

(2)容量較小，通常為功率數(shù)千瓦至數(shù)兆瓦的小型模塊式、與環(huán)境兼容的獨(dú)立電源，就近布置在負(fù)荷附近；

(3)一般通過(guò)電力電子裝置接入電網(wǎng)，具有即插即用的特點(diǎn)；

(4)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性不同于常規(guī)大型同步發(fā)電機(jī)。微型燃?xì)廨啓C(jī)、柴油發(fā)電機(jī)等分布式電源，無(wú)功電壓支撐能力弱、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等不具備電壓調(diào)節(jié)能力，頻率和電壓穩(wěn)定控制難度大；

(5)大部分微電源是存在波動(dòng)性、不完全可控電源，如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電。這些電源受自然條件的限制，波動(dòng)幅度和速度常常大于電網(wǎng)中負(fù)荷的變化，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來(lái)的擾動(dòng)也常大于負(fù)荷波動(dòng)帶來(lái)的擾動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型分布式電源裝置并聯(lián)式集中直流升壓接入電網(wǎng)并與交流配電網(wǎng)同線傳輸送至終端用戶示意圖。

圖3是本實(shí)用新型直流輸配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。

標(biāo)注說(shuō)明：11.分布式水力發(fā)電站裝置；12.風(fēng)力發(fā)電裝置；13.光伏發(fā)電裝置；14.生物質(zhì)能電機(jī)裝置；15.微型燃?xì)廨啓C(jī)裝置；16.柴油發(fā)電機(jī)裝置；2.能源存儲(chǔ)設(shè)備；3.直流負(fù)載。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1-3所示，本實(shí)用新型關(guān)于一種分布式電源電網(wǎng)，包括分布式水力發(fā)電裝置，所述的分布式水力發(fā)電站裝置與風(fēng)力發(fā)電裝置、光伏發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機(jī)裝置、微型燃?xì)廨啓C(jī)裝置、生物質(zhì)能電機(jī)裝置采用并聯(lián)式集中直流升壓并網(wǎng)后形成直流輸配電網(wǎng)，所述的直流輸配電網(wǎng)相對(duì)于交流配電網(wǎng)(國(guó)家電網(wǎng))獨(dú)立而直接輸送至終端用戶，和/或并網(wǎng)至交流配電網(wǎng)后同線傳輸送至終端用戶。傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電、核電、天然氣發(fā)電以及現(xiàn)有的風(fēng)電及光伏發(fā)電，其特點(diǎn)都是集中的建在一個(gè)地方，有固定的輸出功率，且只能輸出大容量的電能，分布式水力發(fā)電裝置、分布式風(fēng)力發(fā)電裝置、分布式太陽(yáng)能的建設(shè)可以在距離用戶比較近的地方，如分布式風(fēng)力發(fā)電裝置、分布式太陽(yáng)能甚至可以直接安裝在用戶家中，省去了在電網(wǎng)中傳輸?shù)膿p耗，如此一來(lái)可以直接給用戶供電，當(dāng)直接供電過(guò)剩時(shí)，又可以向電網(wǎng)提供電力。分布式水力發(fā)電裝置不受水域限制，不需要建壩蓄水，在所有自然流態(tài)水域便能實(shí)現(xiàn)發(fā)電，只要有流動(dòng)的水，并且有一定的流量和流速，就可以實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電；分布式水力發(fā)電站系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)突出，分散性強(qiáng)，即單站容量不大，但其資源到處存在，作為對(duì)傳統(tǒng)水電的開發(fā)的發(fā)展和補(bǔ)充，其可開發(fā)容量巨大，是未來(lái)分布式電源的主要開發(fā)對(duì)象；水電在水源不枯竭的情況下，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷發(fā)電，且交其他分布式電源持久、穩(wěn)定，可作為電網(wǎng)支撐電源；分布式水力發(fā)電開發(fā)規(guī)模靈活多樣，且投資省，工期短，見(jiàn)效快，有利于調(diào)動(dòng)多方面的積極性，適合國(guó)家鼓勵(lì)、引導(dǎo)集體、企業(yè)和個(gè)人開發(fā)，是分布式電源發(fā)展的黃金資源，未來(lái)必是資金和技術(shù)熱捧的焦點(diǎn)；分布式水力發(fā)電可以就近供電，就近消納，不需要高電壓大容量遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電成本和供電成本較低；分布式水力發(fā)電是國(guó)際公認(rèn)的可再生綠色能源，與其他可再生能源(太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等)相比，其技術(shù)成熟、造價(jià)低，非常適合為分散的邊遠(yuǎn)農(nóng)村供電及農(nóng)村電氣化建設(shè)，其開發(fā)利用有利于能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化，有利于人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。分布式水力發(fā)電裝置和分布式風(fēng)力發(fā)電裝置是現(xiàn)有技術(shù)，可采用本申請(qǐng)人專利201520144628.9、201520142409.7相關(guān)技術(shù)。

本實(shí)用新型可以采用直流輸電方式向終端用戶供電。交流輸電以其電壓易于變換、輸送容量大和距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)紅火了近一個(gè)多世紀(jì)，近年來(lái)，隨著交流電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸電電壓等級(jí)漸漸升高，電網(wǎng)的互聯(lián)也日趨復(fù)雜；另一方面，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，直流輸電的主要器件—換流器造價(jià)的降低及其耐壓值、過(guò)電流能力的提高，使得直流輸電再次受到人們的熱捧。與高壓交流輸電相比，直流輸電在經(jīng)濟(jì)方面有線路造價(jià)低、線路損耗少的優(yōu)點(diǎn)；在技術(shù)方面直流輸電穩(wěn)定、短路電流易于控制、調(diào)節(jié)快速可靠、節(jié)省輸電走廊、可實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的互聯(lián)。直流輸電可用于遠(yuǎn)距離大容量輸電、不同頻率和相位的交流系統(tǒng)間互聯(lián)等。高壓直流輸電又具有快速可控的功率傳輸特性，能夠?qū)崿F(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)提供大功率和小信號(hào)調(diào)制，可用于提供緊急功率支援，平息交流系統(tǒng)的振蕩，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

與高壓直流輸電相比，高壓交流輸電存在著系統(tǒng)不穩(wěn)定、可靠性問(wèn)題不易解決、對(duì)環(huán)境影響大等缺陷。世界上發(fā)生的幾次電網(wǎng)瓦解事故無(wú)不說(shuō)明:采用交流互聯(lián)的電網(wǎng)存在著安全穩(wěn)定、事故連鎖反應(yīng)及大面積停電等難以解決的問(wèn)題。尤其是在特高壓線路出現(xiàn)后，主網(wǎng)架難以形成，線路負(fù)載低，電源的集中送出的穩(wěn)定性差等，導(dǎo)致下級(jí)電網(wǎng)只能閉環(huán)運(yùn)行、受端電網(wǎng)短路電流較大，這些都嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

從以上比較可以看出：高壓直流輸電不存在固有功角穩(wěn)定性問(wèn)題，輸送距離和功率也不受電力系統(tǒng)同步運(yùn)行穩(wěn)定性的限制；直流輸電線的功率和電流的調(diào)節(jié)控制容易且迅速，還可以實(shí)現(xiàn)種類多樣的調(diào)節(jié)、控制。不難看出，在我們?nèi)粘Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，如果有兩條相互獨(dú)立運(yùn)行的直流電網(wǎng)和交流電網(wǎng)，他們各自獨(dú)立，又相互輔助，他們?cè)诓煌念I(lǐng)域和應(yīng)用范圍內(nèi)各自發(fā)揮著自己的優(yōu)點(diǎn)，卻又在相互補(bǔ)充和支援。二者的綜合應(yīng)用、取長(zhǎng)補(bǔ)短，必將使得電網(wǎng)供電更穩(wěn)定可靠，使經(jīng)濟(jì)投資更加節(jié)省，使得不同性質(zhì)和質(zhì)量的電能可以尋求更適合的輸電方式，無(wú)論是發(fā)電廠還是終端用戶，都會(huì)得到最大的受益，是一個(gè)多贏的策略方案。

本實(shí)用新型專利所主張的方案是，分布式水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能，以及其他所有被目前電網(wǎng)定義為“垃圾電”的電能，組成一條直流輸配電網(wǎng)，給一些用電質(zhì)量及參數(shù)要求不高的用戶供電，比如普通老百姓家庭用電，與原來(lái)形成的大電網(wǎng)成為兩條完全獨(dú)立運(yùn)行的電網(wǎng)。原大電網(wǎng)可以吸納火電、中等以上的水電、核電等，容量大、質(zhì)量高、參數(shù)穩(wěn)定的電源點(diǎn)作為交流輸配電網(wǎng)，為那些要求用電質(zhì)量高、參數(shù)穩(wěn)定，且負(fù)荷偏大的終端用戶供電，比如工業(yè)生產(chǎn)加工廠、科研院所等。

本實(shí)用新型可以與交流電網(wǎng)(國(guó)家電網(wǎng))同線傳輸向終端用戶供電。

分布式電源只有并網(wǎng)運(yùn)行才能發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)和獲得更大的發(fā)展。對(duì)分布式電源電網(wǎng)而言，其并網(wǎng)運(yùn)行既可以通過(guò)與現(xiàn)有交流配電網(wǎng)同線傳輸實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)架設(shè)輕型線路將分布式電源發(fā)出的電直接送到用電側(cè)的形式。前者可以節(jié)約大量的輸電線路建設(shè)成本，而后者需要架設(shè)新的線路，占用新的線路走廊。這兩種并網(wǎng)運(yùn)行方式對(duì)推動(dòng)新型分布式電源的快速發(fā)展將會(huì)發(fā)揮巨大作用，分布式電源電網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行，是現(xiàn)有并網(wǎng)運(yùn)行方式的合理補(bǔ)充，是實(shí)現(xiàn)純粹意義上的競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的硬件保證，也必將推進(jìn)新型分布式電源的快速發(fā)展。

交直流同線輸電的基本思想是：在傳統(tǒng)交流輸電線路上通過(guò)一定的裝置將直流功率調(diào)制成輸電電壓并饋送到交流輸電線路中，在滿足輸電線路電氣特性的情況下讓交流和直流在同一輸電線中傳輸；而在線路的另一側(cè)再通過(guò)一定的裝置將直流從輸電線中解調(diào)出來(lái)并經(jīng)逆變或降壓后供給客戶負(fù)載。由于三相導(dǎo)線同時(shí)疊加直流分量，因此導(dǎo)線之間線電壓不會(huì)升高，不改變現(xiàn)有線路間檔距，只是導(dǎo)線對(duì)地電壓增加了一個(gè)直流分量。無(wú)論從技術(shù)上還是實(shí)際應(yīng)用中，均可以完美解決傳輸問(wèn)題，如此，可以大幅節(jié)約電網(wǎng)建設(shè)成本，杜絕了把大量建設(shè)成本轉(zhuǎn)嫁給最終消費(fèi)者。對(duì)我國(guó)能源革命來(lái)說(shuō)，發(fā)展可再生能源，增加可再生能源份額是重頭戲。而從此以后，可以終結(jié)電網(wǎng)“棄風(fēng)棄光”的歷史，全額消納分布式“垃圾電”成為可能，阻礙電力行業(yè)發(fā)展的瓶頸得到解決，分布式電源的資源不再被浪費(fèi)，分布式電源的發(fā)電成本將得到大幅度降低，終端客戶將得到極大受益。

優(yōu)選地，所述的直流輸配電網(wǎng)通過(guò)升壓變電站升壓后經(jīng)輸電線路輸送至降壓變電站，經(jīng)降壓變電站降壓后輸送至終端用戶。

把分布式電源電網(wǎng)整個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)元素都矢量化，并作為一個(gè)獨(dú)立控制單元，基于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)運(yùn)算的、完全脫離人工干預(yù)的、完全依靠自動(dòng)化調(diào)度，能夠消納所有形式的“垃圾電”的電網(wǎng)系統(tǒng)。分布式電源電網(wǎng)是把分布式電源和它所供能的負(fù)荷以及電能轉(zhuǎn)換、保護(hù)、監(jiān)控等裝置作為一個(gè)系統(tǒng)，形成一個(gè)完全智能的完整電網(wǎng)，以分布式水輪發(fā)電站為基礎(chǔ)發(fā)電單元，把包括內(nèi)燃機(jī)，微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、太陽(yáng)能、風(fēng)能等發(fā)電系統(tǒng)納入其中，使之可以消納光伏、風(fēng)電這些可再生能源。不僅能夠單獨(dú)運(yùn)行，而且可以并入其他電網(wǎng)。而且可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)分布式電源電網(wǎng)中電源功能不足時(shí)可以通過(guò)外電網(wǎng)補(bǔ)充缺額，當(dāng)分布式電源電網(wǎng)中電源發(fā)電量大時(shí)可以將多余電量輸送給外電網(wǎng)。具體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

分布式電源電網(wǎng)的電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、升壓變電站、輸電線路、降壓變電站和用戶組成。發(fā)電裝置的出口電壓從3.15KV到26KV不等。而且不同的電廠出口電壓一般都不相等。這種電壓等級(jí)不能直接提供給用戶，所以都先要送往升壓變電站，進(jìn)行電能的匯集與分配。從升壓變電站送出來(lái)的電能根據(jù)供電對(duì)象不同，傳輸距離不同可分為10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV等各種電壓等級(jí)。一般而言，傳輸距離越遠(yuǎn)，電壓等級(jí)越高(在輸電距離和輸電容量一定的條件下，選用較高的電壓等級(jí)，能降低線路上的功率損失)。380/220V是供民用的電壓(也包括大部分工業(yè)和農(nóng)業(yè)用電)；10KV是小區(qū)域供電電壓在6-10公里范圍內(nèi)供電；66KV是較大地區(qū)供電電壓，其供電范圍大約80公里左右；220KV用于大區(qū)域內(nèi)供電，其范圍為250公里左右，而550KV電網(wǎng)是跨大區(qū)域電網(wǎng)，其輸送電力的距離最遠(yuǎn)可到800公里以上。500、800千伏的直流輸電傳輸距離更遠(yuǎn)，線損更低。

對(duì)于并聯(lián)式集中直流升壓型入網(wǎng)結(jié)構(gòu)而言，每臺(tái)分布式發(fā)電機(jī)獨(dú)立連接電壓源型換流器(voltage source converter VSC)作為換流裝置，與之組成一個(gè)單元，將分布式發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能，再將各個(gè)單元通過(guò)直流并列連接，使該分布式電站內(nèi)部電網(wǎng)完全由直流電纜組成，構(gòu)成直流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中采用大功率DC變換器作為直流變電所，工作模式為升壓模式，其負(fù)責(zé)將匯合在直流母線上的直流電壓升高至約25kV，通過(guò)直流輸電線路傳送至遠(yuǎn)端高壓換流站，在高電壓等級(jí)下完成電能輸送和直流并網(wǎng)。

一般來(lái)講，與大電網(wǎng)連接的VSC具備能量雙向流動(dòng)的功能，以便實(shí)現(xiàn)直流網(wǎng)與交流網(wǎng)之間的電能交換和功率平衡。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)機(jī)側(cè)VSC的控制，可實(shí)現(xiàn)有功和無(wú)功功率解藕。由于是并聯(lián)結(jié)構(gòu)，電壓恒定，因此選取一臺(tái)工作在升壓模式的DC變換器，將匯聚的直流電壓升高，再經(jīng)過(guò)長(zhǎng)電纜傳輸向受端供電。DC變換器可采用策略簡(jiǎn)單的單環(huán)控制，也可采用雙環(huán)、多環(huán)控制。下圖結(jié)構(gòu)在每臺(tái)分布式電機(jī)出口處和網(wǎng)側(cè)都安裝有DC升壓器，兩級(jí)升壓結(jié)構(gòu)具有一定代表性。圖中可通過(guò)對(duì)機(jī)側(cè)VSC采用功率解藕，實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)控制，穩(wěn)定整流器輸出電壓，與良好的暫穩(wěn)態(tài)特性。

這種采用單臺(tái)DC升壓器的直流并網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(如圖2)，可以有效避免環(huán)流發(fā)生；同時(shí)，可以在集中升壓時(shí)通過(guò)對(duì)DC變換器的控制，再次進(jìn)行濾波，提高電能質(zhì)量。

優(yōu)選地，還包括智能化能源調(diào)度控制系統(tǒng)，所述智能化能源調(diào)度控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分布式電網(wǎng)電力供應(yīng)。

在即將到來(lái)的時(shí)代，我們將需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)，讓億萬(wàn)人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產(chǎn)綠色可再生能源。多余的能源則可以與他人分享，就像我們現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上分享信息一樣，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源將結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的能源互聯(lián)網(wǎng)，將是實(shí)現(xiàn)能源分布式供應(yīng)的一種有效模式。

本實(shí)用新型建立一個(gè)全新的能源體系，形成能源應(yīng)用的新形式?？稍偕茉礊檫@個(gè)新能源體系提供能源，而信息通信技術(shù)的日益成熟則為可再生能源的可利用提供了支撐。最終把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源結(jié)合起來(lái)，將創(chuàng)造出強(qiáng)大的、全新的能源基礎(chǔ)設(shè)施。

分布式能源電網(wǎng)是大電網(wǎng)的重要補(bǔ)充。傳統(tǒng)大電網(wǎng)成本高、運(yùn)行難度大、不能實(shí)現(xiàn)完全意義上的無(wú)人值守、啟動(dòng)過(guò)程復(fù)雜、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)等，對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)有諸多技術(shù)上的瓶頸。分布式電源電網(wǎng)因其獨(dú)有的即時(shí)性、無(wú)延時(shí)性、完全無(wú)人值守、遠(yuǎn)端可控性和極高的可靠性等特征，將其發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷以及控制系統(tǒng)等組合起來(lái)，形成一個(gè)即可獨(dú)立運(yùn)行，又可接入大電網(wǎng)作為其中一個(gè)供電單位的單元。這樣就保證了在大電網(wǎng)遇到故障時(shí)本地供電的穩(wěn)定性，同時(shí)由于其可定制性，將能滿足不同用戶各種各樣的用電需求，大大增加了用電的靈活性和有效性。分布式電源電網(wǎng)正是里夫金先生所說(shuō)的能源互聯(lián)網(wǎng)，它是分布式電源的發(fā)展基礎(chǔ)。分布式電源電網(wǎng)的發(fā)展是推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、加速節(jié)能減排、向綠色可再生能源轉(zhuǎn)型工作的起點(diǎn)。

智能電網(wǎng)正像是Internet網(wǎng)一樣，集成、雙向雙工，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)既是用戶，也是數(shù)據(jù)源。分布式電源電網(wǎng)作為典型的智能電網(wǎng)，其中每個(gè)工作單元都被“矢量”化了，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，建立在Internet網(wǎng)的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。智能電網(wǎng)更側(cè)重在現(xiàn)有大電網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加信息分析和能源控制的功能，其目標(biāo)是電能的智能化管控。相對(duì)應(yīng)，大電網(wǎng)的基本能源供求模式是少數(shù)大電廠對(duì)應(yīng)多數(shù)用戶，能源的靈活利用大受限制。而能源互聯(lián)網(wǎng)則強(qiáng)調(diào)能源收集和利用在整個(gè)電網(wǎng)中地位的平等，在能源互聯(lián)網(wǎng)中電力的生產(chǎn)不再是少數(shù)電廠的專責(zé)，而是將分散進(jìn)行，在任何可以收集能源的地方都將有一個(gè)“小電廠”，而“用戶”將不僅僅只是用戶，在現(xiàn)在所謂的“用戶側(cè)”也將可以生產(chǎn)電能，可以自己用，也可以和其他用戶進(jìn)行交易，在這里“用戶”和“電廠”的概念將被弱化。分布式電源電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的先鋒，它將把信息技術(shù)完美地應(yīng)用于電網(wǎng)，并且將逐步實(shí)現(xiàn)分布式可再生能源替代傳統(tǒng)能源。

分布式能源電網(wǎng)將會(huì)充分利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、管理、分析及互動(dòng)服務(wù)，支持電能交易、新能源配額交易、分布式電源接入及斷開，電動(dòng)汽車充電設(shè)施監(jiān)測(cè)與運(yùn)行、節(jié)能服務(wù)、互動(dòng)用電、需求響應(yīng)等多種新型業(yè)務(wù)。分布式能源電網(wǎng)通過(guò)信息和配電的完美融合，可以輕松實(shí)現(xiàn)電能管理與調(diào)度，進(jìn)行實(shí)時(shí)、雙向交互。通過(guò)電能管理與調(diào)度系統(tǒng)的冗余原則和就近原則，實(shí)時(shí)管理并靈活調(diào)度不同區(qū)域、不同類型的分布式電源。在本地系統(tǒng)中，分布式電源、儲(chǔ)能和負(fù)載可接入即插即用式總線，進(jìn)而接入配電網(wǎng)絡(luò)。能源路由器與本地設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)、雙向通信，并對(duì)本地設(shè)備進(jìn)行管理。在本地系統(tǒng)中，能源路由器是管理不同本地設(shè)備、共享本地電力信息的關(guān)鍵。它既接受上級(jí)的調(diào)度命令，通過(guò)穩(wěn)定控制手段和負(fù)荷管理策略，確保本地并網(wǎng)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行；同時(shí)，能源路由器還負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)收集本地電力信息和用戶需求，通過(guò)唯一的IP地址將本地信息上傳至分布式能源電網(wǎng)智能運(yùn)算中心，預(yù)測(cè)用電預(yù)期，規(guī)避分布式電源可能出現(xiàn)的解列，并以毫秒級(jí)的響應(yīng)速度，及時(shí)補(bǔ)充分布式電源或儲(chǔ)能電池到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)本地或遠(yuǎn)端電網(wǎng)安全、足額供電。在分布式電源電網(wǎng)系統(tǒng)中，同一區(qū)域之間、不同區(qū)域之間的發(fā)電與用戶可以實(shí)現(xiàn)信息交互，并且在需求與價(jià)格規(guī)則的雙向約束下達(dá)成協(xié)議，形成高效的供需互動(dòng)，通過(guò)儲(chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)更加靈活的電能管理，滿足系統(tǒng)出力與負(fù)荷的動(dòng)態(tài)平衡。

優(yōu)選地，所述的分布式水力發(fā)電站系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電裝置、柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)分別連接直流負(fù)載和能源存儲(chǔ)設(shè)備。

優(yōu)選地，所述的光伏發(fā)電裝置含有太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置或太陽(yáng)能光熱發(fā)電裝置，或其組合，太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置電池種類選自晶硅電池、薄膜電池、其他形式，或其組合；所述其他形式的電池型式選自聚光砷化鎵，或染料敏化電池，或銅鋅錫硫，或量子點(diǎn)電池，或納米線電池，或聚合物電池，或光熱電概念，或上轉(zhuǎn)換下轉(zhuǎn)換概念，或熱電子概念，所述晶硅電池的電池型式選自單晶硅電池，或多晶硅電池，或HIT異質(zhì)結(jié)電池，或IBC/MWT/EWT背接觸晶硅電池，或SE晶硅電池；所述薄膜電池的電池型式選自非晶硅薄膜電池，或非晶/微晶硅疊層薄膜電池，或碲化鎘薄膜電池，或銅銦鎵硒電池。

分布式電源電網(wǎng)的核心技術(shù)：

1、分布式水電可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)分布式電源電網(wǎng)獨(dú)立供電的基礎(chǔ)和支撐；

2、分布式電源電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)完全意義上的智能送配，是目前全世界最為先進(jìn)和完全自動(dòng)化的智慧電網(wǎng)；

3、可以完全消納目前建成的所有的分布式電源的發(fā)電量；

4、分布式電源電網(wǎng)更可靠；

5、分布式電源電網(wǎng)可以提供給用戶最廉價(jià)、最清潔的電能；

6、分布式電源電網(wǎng)是更有利于生態(tài)健康發(fā)展的、有競(jìng)爭(zhēng)力的可再生能源技術(shù)，一項(xiàng)可以徹底改變世界能源格局的技術(shù)，讓人類從此告別化石能源時(shí)代，它是解決能源、全球變暖、霧霾三大世界性難題的最佳選擇。

以上實(shí)施方式僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。