【《孤岛可再生分布式能源系统设计》12000字】

孤岛可再生分布式能源系统设计摘要由于孤岛独特的条件和有限的自然资源，小岛的配电系统与大陆的电网不相连，并且被称为“非互连的离岛”。ADDINNE.Ref.{87936D5F-0A15-4E08-9067-9EEDEB426AE1}[1]为了满足电力需求，小岛的发电依赖高成本的传统柴油发电机，这对小岛屿发展中国家造成了巨大的环境负担。因此，考虑“低成本，高可再生能源渗透率”多目标对小岛进行分布式可再生能源系统设计与优化很重要。以位于山东省青岛市的斋唐岛为研究对象，针对孤岛设计并优化了分布式能源系统。本文选取了斋唐岛的供电方式研究，通过建立数学模型，分析了系统的可再生能源渗透率和经济可行性，针对可再生能源渗透率和系统生命周期成本两参数进行多目标优化。通过系统优化，根据当地对能源渗透率与系统生命周期成本的不同重视程度，可总结出三种情况下的最优解。关键字：可再生能源渗透率、生命周期成本、分布式能源系统。目录TOC\o"1-3"\h\u第一章绪论 31.1研究背景及其现状 31.1.1研究背景 31.1.2研究现状 41.2研究意义 41.3本文研究内容 5第二章斋唐岛的可再生能源潜力评估 72.1斋唐岛的自然环境参数 72.2可再生能源潜力评估 72.2.1太阳能潜力评估 72.2.2风能潜力评估 82.2.3斋唐岛的能量负载 9第三章孤岛可再生能源供电模型的构建 103.1光谱辐射模型 103.2光伏模型 113.3风力模型 113.4电池模型 12第四章孤岛分布式能源系统设计 124.1不同电池容量下不同光伏功率对于系统经济效益的影响 124.1.1光伏机组单位容量每小时发电量 124.1.2可再生能源渗透率 134.1.3弃电量 144.1.4系统成本 144.2不同电池容量下不同风机功率对于系统经济效益的影响 154.2.1风电机组单位容量每小时发电量 154.2.2可再生能源渗透率 154.2.3弃电量 164.2.4系统成本 164.3风光协同系统对于经济效益的影响 16第五章孤岛分布式能源系统优化 205.1优化目标和优化原理 205.2系统优化步骤 215.3优化结果 215.2.1LCC与RP的原始数据 215.2.2LCC与RP以5：5比例优化结果 225.2.3LCC与RP以7：3比例优化结果 225.2.4LCC与RP以3：7比例优化结果 23第六章结论与展望 236.1结论 236.2展望 24参考文献 26

第一章绪论研究背景及其现状研究背景能量一直是人类生存和社会发展的必要条件。ADDINNE.Ref.{67E762E2-CE18-48B0-8567-C0F0BDF21D1A}[2]任何国家、集体和个人都离不开开它。然而，能源消耗总是伴随着环境问题。当今世界所共同关注的问题是该怎样提高能源效率，减少环境污染，实现可持续能源发展。ADDINNE.Ref.{D408CDC7-0691-49B1-850F-EC938F637335}[3-5]然而，传统的化石能源，如煤炭、石油和天然气，不仅是不可再生的能源，而且对环境也非常有害。因此，解决当前能源危机和减少环境污染的主要途径和方法是高效利用能源，努力开发新能源，加强可再生能源的充分利用。自《巴黎协定》签署以来,相关缔约方正在试图明确该如何才能有效地阻止全球变暖。许多国家出于各自的实际情况各国国情,提出了各式各样的节能减排方案。其中,许多国家相继提出了目标：碳中和。ADDINNE.Ref.{763F5F5A-7489-4C6F-A4A8-E68EE6915FC5}[6]全世界上的某些个别国家,已宣布净二氧化碳排放为负如不丹和苏里南ADDINNE.Ref.{62256112-1071-48B8-B952-1C45DD58D913}[7]。大多数发达国家,如加拿大和日本,以及欧盟的大部分国家ADDINNE.Ref.{A7B4A913-1775-40D5-B69B-CE61232D5862}[8,9]。2009年，加拿大国会推动并通过了一项关于DES的研究报告。该计划旨在加速能源开发过程。作为第一个提出并实施DES计划的地区[10]。我国从20世纪八十年代开始就制定了提出了生态环境保护的概念，并提出了制定了关于生态环境保护政策。根据2000年的新规定,我国于2000年开始实施《生产与发展结合法》。政府应用结合和鼓励加强发展中国的司法和法律制度的各项措施ADDINNE.Ref.{0C7399E3-A54A-407E-999F-689F6562721A}[11,12]。目前，世界上人均二氧化碳排放量最多的国家是我国,向世界作出了一个力争使其在2020年至2030年内全部达到二氧化碳排放峰值、至2060年内全部达到二氧化碳排放峰值的庄严承诺,这份声明具有重要意义。面对全球气候变化威胁,这是世界上第一次,减少每年碳排放超过100亿吨，有一些国家愿意用40年的精力。碳中和，碳达峰,目标是对"中国速度"又一次考验是目标。我国，未来几年内，将才能实现碳达峰要用不到10年时间，该技术目标是意味着，虽然中国能源消费有着很大基数,但能源需求仍然持续增长:从2007年到2017年,中国能源消费年均3.9%增长。ADDINNE.Ref.{87CF1B19-0D1B-4B00-92D2-3E420C7A1288}[14-16]尽管近年来经济增速有所放缓,但五年来的年均2.3%增速。 在《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》中国家发改委明确提出,以风能、太阳能等新能源作为主要能源的清洁能源将逐渐取代传统的化石燃料能源作为主要能源。面对‘双碳’目标的要求,这些能源不仅需要在电力系统中发挥作用,以满足社会的日常用电需求,也期望用于满足人们的采暖和制冷需求ADDINNE.Ref.{6EF0097B-D2E0-4C8C-9874-CAFBD5C0E83A}[21-23]。研究现状由于斋唐岛独特的条件和有限的自然资源，斋唐岛的配电系统，与我国大陆的电网不相连，因此，斋唐岛被称为“非互连的离岛”。以满足斋唐岛电力需求，其发电依赖传统发电效率低下的柴油发电机，这给斋唐岛当地造成了严重的环境和经济负担。因此，随着提高环境质量社会经济的增长，转变能源结构转变和可再生能源系统是真正的挑战。可再生分布式能源系统是减轻环境污染并降低能耗强度的适当方法，该系统利用可再生能源系统与柴油发电机联合来供电。以太阳能光伏发电等新兴能源为代表的可再生能源，它们之间的互补性，并且是取之不尽的。文献提出了一个数学模型，以深入分析RE对电池容量和充电状态（SOC）的不同渗透率，电源损耗，弃电，净现值，LCOE和投资回收期。最后，确定了五个岛屿的成本最优混合系统。Krumdieck及其小组使用HOMER评估了Fenfushi岛的供电系统的高昂成本ADDINNE.Ref.{6B80BBAB-9844-4763-A1CD-CF079533A3C5}[28-31]。重要的是，载区分的新颖概念被他们引入了。此外，根据自愿需求参与（VDP），他们提供了建议以指示最终用户的消费行为，以优化混合可再生能源系统并降低电力系统的成本。还对其他HRES进行了研究，Vicinanza等专注于马累和马古德霍群岛的海上风能和波浪能发电。他们建议，通过年度海上波浪和风力发电的潜力评估，建议多用途系统将发电、海水淡化和海岸防御相结合的多。ADDINNE.Ref.{9A5001DE-5EC3-4125-A116-391CDB4D9CEF}[33]一些研究将包括太阳能，风能和生物质能互连在一起可再生能源系统，以供水驱动。这种类型的集成助于降低马尔代夫群岛的可再生能源成本能源系统。ADDINNE.Ref.{AF00809D-7CCF-4779-A6B5-C2054967E06C}[34,35]研究意义目前，全世界很多国家正在进行关于DES的技术研究，DES的发展情况会成为我国综合国力竞争的关键力量，对于我们未来的能源安全的起关键作用，在多年以前我国就出现了很多能源问题，研究于DES我们解决这些问题起到了很好的积极的作用。对于我们国家而言，DES的发展还没有明显的突破，还没有完整的知识技术体系，但掌握这些知识对于我们能源安全有很大帮助，因此我们必须建立属于我们的可再生分布式能源系统的研究体系。在国际舞台上，提供中国思路。ADDINNE.Ref.{A93FA674-1462-4937-841A-F41FBE691E68}[38]在有针对性地提出了关于斋唐岛系统相关数据与能源供应模式，文章指出，适合斋唐岛的分布式能源系统的设计，同时，满足高可再生能源渗透率，低全生命周期成本的目标下的最优解。ADDINNE.Ref.{C1962853-967D-4E34-AD75-3A508C7821A8}[39]本文也可对未来的综合能源发展的方向提供一个大概参考思路。本文研究内容本文主要的研究方向是孤岛可再生分布式能源系统的设计优化方法，位于山东省的斋唐岛是我们的研究对象，斋唐岛是一个孤岛，且满足我们的研究要求。通过对斋唐岛上的负载和可再生能源分布式系统的研究，来展现分布式能源系统的环境友好的特点。本文通过查阅资料，查找太阳能水平辐射数据、风能数据，对当地的可再生能源进行潜力评估。对分布式可再生能源系统进行建模以及相关的计算处理，得出系统的可再生能源渗透率和生命周期成本。对计算求得的数据，利用遗传算法，通过分析数据，以及不同的权重比来进行不同情况下的数据优化，以达到跟政策相匹配的优化结果。

表1.1全文所设计的符号简写Gg,h全球总水平辐射（W/m2）ρ斋唐岛空气密度Gd,h斋堂岛散射水平辐射（W/m2）A所使用的转子面积（m2）α斋唐岛所在地太阳高度角（°）v斋唐岛真实风速（m/s）θ斋唐岛入射角（°）P研究使用风力发电机组的额定功率（kw）ρg斋堂岛地面反射σ发电机组每小时自放电率P光伏发电系统每小时的输出功率（W）P功率耗费（W）η光伏组件标况的效率（%）光伏组件逆变器效率（%）μ机组的温度系数（%/°C）Η储能原件的效率（%）Ta斋唐岛当地环境温度（°C）LCC全生命周期成本（$）TSTC标况下的温度（°C）N全生命周期时间v斋唐岛风速（m/s）QnN年的年产量NOCT单位标准工作单元的温度（°C）Δ研究使用设备的退化率（%）A光伏发电系统阵列面积（m2）D使用设备折旧率（%）Gg,t全球太阳辐射倾斜表面（W/m2）RP风能，太阳能的渗透率（%）vi切入风力特征曲线特征速度（m/s）vo风力特征曲线的额定特征速度（m/s）vr额定风力特征曲线特征速度（m/s）第二章斋唐岛的可再生能源潜力评估斋唐岛的自然环境参数首先我们需要对斋唐岛的可再生能源的情况有一个大概了解，图2.1是斋唐岛具体位于我国的方位，以及附近的岛屿以及城市的图例。ADDINNE.Ref.{CECBE515-BA83-48A8-A25E-17BA9D3E718F}[40]表2.1为斋唐岛的详细信息，如经纬度，与大陆之间的距离等。斋堂岛是位于山东青岛市的一座小岛，由于远离大陆，且供电方式用传统的柴油机，大陆不方便为其铺设电缆斋唐岛供电，供电问题是现在该小岛对于能源安全的主要问题之一，由于当地地理位置非常优渥，可再生能源及其丰富。因此，斋唐岛是一个孤岛，且满足我们的研究要求，是一个非常优秀的研究对象。图2.1斋唐岛地理位置表2.1斋唐岛的详细参数名称对应参数位置名称经纬度陆地总面积距离陆地的距离现状东南沿海青岛市东部黄岛区35°37′53.8″N,119°55′28.7″E0.46(km2)0.7(km)大陆无法铺设电缆供其发电，可利用当地的太阳能风能发电1可再生能源潜力评估太阳能潜力评估图2.2和图2.3表示来自斋唐岛的太阳能辐射数据，本文中所需要的数据全部全球Meteonorm数据库中可以查询得到，从图2.3中分析出，当地单位太阳能辐射强度约为170(kw·h)/m2，在12个月中，斋唐岛太阳能光照辐射强度最高的月份是在5月份，因为当地即将到达夏季，太阳能光照辐射一定很高，大约是250(kw·h)/m2左右。图2.2一年中总体太阳能水平辐照强度分布图三斋唐岛总辐射及扩散辐射强度以及水平辐射强度的比例 风能潜力评估风能系统的潜力评估是在全球大气数据库中的风力速度数据中分析得到的。图2.4是风能强度分布小时量，图2.5是风能强度按月分布量，可以看出全年的风速分布比较均匀，最大月平均风速可达3.5m/s。通过观察图像可得到全年风速比较稳定，可提供稳定的风能发电，且风力资源丰富，可以源源不断的为小岛提供风力资源，环境友好，节约能源且不会污染大气。图2.4斋唐岛风能强度每小时的情况图2.5斋唐岛风能强度按月分布情况斋唐岛的能量负载我们所需要的斋唐岛的负载数据都是相关部门所保密控制，本文无法直接获取，所以本文无法直接用斋唐岛的电力数据去计算。本文借助马尔代夫岛的负载数据，因为两个小岛除了地理位置不同，其居民户数，所用负载大致相同，因此我们选取该岛，本文得到了图2.6所示的电力负载。仔细观察图2.6，我们不难分析得出进，斋唐岛居民的用电负载有明显的峰值也有明显的低谷。在一天中，电力负载要求最高的时间段，是每天的晚上八点左右，其中，中午一点到三点，用电也是比较高。早上7点左右，是居民用电的最低点。在这里，本文采用有代表性的一天的用电负荷来记为全年的平均用电负载。图2.6斋唐岛全年平均电力负载曲线由居民用电负荷曲线，可以分析得出下表，来直观的本文所要研究的负载：表2.2居民用电负载汇总数据最多负荷最少负荷全天总负荷每小时平均负荷每天电力负载（kw·h）279304154173第三章孤岛可再生能源供电模型的构建本章分析了光谱辐射模型，光伏模型，风力模型，以及储能元件的模型。光伏机组光谱辐射模型经过查阅文献并结合当地的实际情况，找一个适宜斋唐岛的辐射模型，根据理论知识，最后总结如下：（3.1）（3.2）（3.3）（3.4）光伏模型光伏电池板的输出功率可以表示为：（3.5）风力模型风电场的建设需要一个模型来用风速表示其输出（3.6）电池模型电能或热能储存装置在充电/放电时可被视为负载/能源：（3.7）（3.8）

第四章孤岛分布式能源系统设计本章分析了光伏机组与风机机组在不同容量下分别与可再生能源渗透率（Renewableenergypenetration，RP），弃电量，生命周期成本（Lifecyclecost，LCC）的变化关系，根据小岛的负荷以及当地的实际情况，将机组容量选在合理范围。不同电池容量下不同光伏功率对于系统经济效益的影响在本节，针对三种不同的可再生能源的配置进行模拟：1.风力发电为零，仅光伏发电的情况；2.光伏发电为零，仅风力发电的情况；3.光伏和风能结合的情况。在这些不同配置的情况下配置了不同的电池，并从“RP，弃电量，LCC”三个方面分析其影响。光伏机组单位容量每小时发电量在仅有光伏发电的情况下，单位容量发电量与光照辐射强度有密切关系，全年单位容量每小时发电量为0.14587(kw·h)，夏季，单位容量每小时发电量可达到0.9(kw·h)；全年平均每天单位容量发电量为3.5(kw·h)，夏季一天内单位机组容量发电量可达到3.8(kw·h)。图4.1单位容量发电量与时间的关系可再生能源渗透率图4.2弃电量随光伏容量的变化趋势（风力发电=0kw）弃电量图4.3弃电量随光伏容量的变化趋势（风力发电=0kw）如图4.3所示，PV从0到1800kw，由于太阳能和风能随时间的不平衡，能量储存也是需要考虑的因素。显然，在没有电池的情况下，浪费了很多能量。随着电池容量从0到5000kw，弃电量迅速降低，随后随着电池容量的不断增加，弃电量基本保持不变。（值得注意的是，在光伏容量为零时，弃电量为很微小的负值，是因为计算弃电量时，弃电量为总可再生能源发电功率与柴油机发电功率之和再减去总负载，当光伏容量为零时，风力发电功率为零，柴油机发电功率小于总负载，故弃电量小于零。但弃电量值很小，这里当作零处理。）系统成本图4.4LCC随光伏容量的变化趋势（风力发电=0kw）评估系统成本，使用LCC来分析。如图4.4所示，没有电池组的情况下，纯光伏的成本最低，随着电池增加，成本相应增加。另外，可以发现电池容量达到9000kw·h，LCC是电池容量为零时的4-5倍，因此，电池容量对系统的经济效益影响很大。不同电池容量下不同风机功率对于系统经济效益的影响风电机组单位容量每小时发电量如图4.5所示，在仅有光伏发电的情况下，风机机组全年单位容量每小时发电量为0.09718kw·h，当大风天气时，单位容量每小时发电量可达到1kw点h；全年平均每天单位容量发电量为2.33kw·h，当大风天气时，一天内单位容量发电量可达到2.7kw·h。图4.5风机单位容量发电量与时间的关系可再生能源渗透率图4.6可再生能源渗透率随着风机功率的变化趋势（光伏发电=0kw·h）由于风力发电受到大气环境影响不如光伏发电稳定，如图4.6所示，当电池容量为0kw·h、风机功率增加到1800kw时，RP最高可为35%。随着电池容量的增加，RP也相应增加。当电池容量增加到5000kw·h时，对RP的影响可忽略不计。同时，配备9000kw的电池，RP仍低于60%，这表明，与光伏相比，风电整体的RP较低。弃电量图4.7弃电量随着风机机组容量的变化趋势（光伏发电=0kw·h）对于可再生能源系系统，考虑弃风现象是必不可少的。如图4.7，分析了电池容量对弃风的影响。当风机机组容量达到1200kw时，图像斜率明显增大。电池容量为0(kw·h)时弃能可达到1000MW·H。因此，与光伏相比，风能利用率更低，弃风现象严重。系统成本图4.8LCC随着风机功率的变化趋势(光伏发电=0kw·h）如图4.8，分析了几种不同电池系统的。风机功率对于LCC影响不大，电池容量的增加会引起LCC的增加。因此，适当的增加电池容量来平衡风能与成本是可行的。风光协同系统对于经济效益的影响通过分析六种不同的风光组合，分析了光伏容量和风机容量在不同电池容量条件下的RP，结果如图4.9所示。若没有电池所有系统的RP不超过50%。在仅光伏的系统中，电池组可以提高RP，而在纯风系统下电池组对RP提升不明显。显然，光伏风电和电池的组合是优化问题，要进行优化计算。图4.9可再生能源渗透率随着光伏容量和风机容量的变化趋势在图4.10中，对弃电量进行了评估。在仅使用光伏或将光伏与风电组合的系统，仍有较大的弃电量，原因是没有能量存储来平衡能量的时间差。弃电量比具有风能和电池的系统或具有光伏和电池的系统更多，可能由于发电量过高，电池电池容量过小，无法与大量发电相匹配。图4.10弃电量随着光伏容量和风机容量的变化趋势在图4.11中的曲线根据趋势自动分为两组。图中较低的三个曲线反应的是没有电池的系统。显然，带电池的系统成本是不带电池系统的成本的三倍，所以，为了设计，首要考虑电池系统的价格来控制LCC。图4.11LCC随着光伏容量和风机容量的变化趋势第五章孤岛分布式能源系统优化一般情况下，在设计混合再生能源系统时，如何同时获得最低LCC和高RP是本文很关注的问题。考虑到斋唐岛可能的可再生能源安装条件，光伏装机容量限制在1800千瓦以内，这取决于可用的光伏面积以及居民的用电负载情况。下面利用遗传算法给出了斋唐岛设计的最有目标和约束条件。优化目标和优化原理优化目标：RP最小，LCC最大。约束条件：光伏容量∈（100kw，1800kw），风机容量∈（100kw，1800kw），电池容量∈（1000kw，9000kw）。我们的优化目标是提高系统的RP（%），同时满足低全生命周期成本LCC（$）。式4.1，4.2分别是计算可再生能源渗透率以及全生命周期成本的关系式：RP（4.2）替换R的总数是要更换的组件数的生命周期的函数，由光伏系统的以下方程给出：（4.3）其中，floor是matlab中的函数用来求出最小值，要更换的其他组件的R由以下方程给出：（4.4）系统优化步骤在此次研究中，所需要的优化目标的函数式关系式——RP和LCC；其中约束条件已经在上文中提出，是光伏发电机组容量，风力发电机组容量和储能原件的容量。有了优化的函数关系式以及约束条件，我们还需要有决策变量，本文中我们有六个决策变量有六个：1.斋唐岛的日照倾斜角度;2.斋堂到的方位角；3.我们所选用的光伏机组的额定功率;4.斋唐岛的塔高;5.风机机组的风力涡轮机额定功率;6.储能装置的容量。这六个变量是本文的目标函数关键决定因素。我们选取了五十个研究样本，通过目标函数，约束条件以及决策变量的共同筛选下，一代一代迭代计算的出的优化结果。用我们所建立的模型，建立可再生能源渗透率和全生命周期成本的解得组合。接下来，系统根据约束条件，决策变量筛选出满足条件的候选解。经过一代代的迭代，一次一次筛选，筛选若干次之后，得出一个我们满意的最优解。LCC与RP的原始数据图5.150组样本优化结果如图5.1是利用遗传算法得到的RP与LCC原始数据的图像，可直观的看出RP越大，相应的LCC越大，与我们建模所分析的内容一致，图表中的横纵坐标所对应的是五十组样本通过遗传算法得出的优化结果，下文将对LCC与RP不同的权重进行分析，得出不同权重下的最优结果。LCC与RP以5：5比例优化结果图5.2以5：5优化结果如5.2所示，50个样本点中，之前RP设定值为负值，因此，若要达到“低LCC，高RP”的效果，需要选取值最小的一个点即为本文所求点，从图中可以直观看出，最小加权结果为-0.28636。因此，可以得出其对应的系统的其他参数，得出表5.1。表5.1LCC与RP以5：5比例优化最优解光伏容量(KW)风机容量（KW）电池容量（KW）LCC(M￥)RP550.11300274.8546.390.4504LCC与RP以7：3比例优化结果图5.3以7：3优化结果同理，如5.3所示，50个样本点中，选取最小的一个点即为本文所求点，最小加权结果为-0.04。因此可以得出表5.2：表5.2LCC与RP以7：3比例优化最优解光伏容量(KW)风机容量（KW）电池容量（KW）LCC(M￥)RP225.78100130.1634.540.2098LCC与RP以3：7比例优化结果图5.4以3：7优化结果如5.4所示，50个样本点中，选取最小的一个点即为本文所求点，最小加权结果为-0.29，且最优结果存在三个。因此可以得出下表5.3：表5.3LCC与RP以3：7比例优化最优解光伏容量(KW)风机容量（KW）电池容量（KW）LCC(M￥)RP744.15600366.5560.220.5525第六章结论与展望结论孤岛可再生分布式能源系统设计与优化的运行方法是本文研究的目标。当地的可再生能源数据如太阳能辐射，当地的气温，风能数据，都可以在全球Meteonorm数据库获得以，本次研究的模型都是以第二章模型为基础和Matlab为基础完成编程工作以及优化分析，运用Matlab模拟的实验数据。在本次研究中，本文以斋唐岛为例，来探讨分布式能源系统设计与优化的运行方法。以获得高的可再生能源渗透率RP和低的全生命周期成本LCC为目标进行多目标优化，采用遗传算法进数据优化。对这些数据做处理分析，并用这些数据绘制图表，本文可以跟根据当地对LCC与RP的不同重视程度，可总结出下列三种情况：若斋唐岛当地对RP与LCC同样重视，则建议选取方案一：光伏容量550.11kw，风机容量300kw，电池容量274.85kw，由此可得到LCC为46.39M￥，RP为0.4504。若斋唐岛当地对RP重视，则选取方案二：光伏容量744.15kw，风机容量600kw，电池容量366.55kw，由此可得到LCC为60.22M￥，RP为0.5525。若斋唐岛当地对LCC重视，则选取方案三：光伏容量225.78kw，风机容100kw，电池容量130.16kw，由此可得到LCC为34.54M￥，RP为0.2098。展望这篇文章提出了一种模式化的能源分配方式，并且提出了一些相互作用的模式。在这个系统中，还有一个附加条件要求，那就是在这个条款变化的时候，需求变化了，同时，为了保证确定性、成功性以及实现可持续发展的计划化，尽可能最大限度地利用可持续发展的其他可能性，还需要更多的精力。制度改革、优化计划的制度改革、计划的制定以及其他方面的改革使计划更加前卫。本文介绍了计划化及其三种优化建议，以及优化系统和分布式系统的方法。永兴岛距中国大陆约180英里，在南中国海具有战略地位比较重要。永兴岛具有限的负荷和较长的运输距离和有狭窄的区域，需要技术和经济方面付出巨大的代价铺设海缆。因此，要充分利用光伏能源、风能、海洋能等能源，注重可再生能源，最大限度地减少传统能源的消耗。通过永兴岛的基本信息可以看出来，永兴岛的自然状况和地理环境和斋唐岛非常类似，都具有很多、很乐观的的可再生能源分布式系统的改造和设计空间。目前，永兴岛已经建立了可再生分布式能源系统，但是渗透率和控制系统并没有达到很高的水准，所以，未来，进一步将清洁可靠的泛能与智能微电网相结合，以实现对柴油机，光伏系统，储能系统，主、亚微电网，淡化海水和配套充电设施。基于以上研究分析，本文提出以下五点投资建议：第一，在当前的政策下，出于经济性考虑，分布式可再生能源系统设计应选取并网上网的模式。这是由于当前市场上碳价格较低，新能源设备成本较高的原因，因此对投资方而言切实减少碳排放需要很多额外成本。第二，在孤岛可再生分布式能源系统中，设备容量设计要遵循以下原则：在经济性最优的前提下选取适当的设备规模，避免选择过大机组；在碳排放最优的情况下，新能源机组成为不二之选，然而，考虑到未来国家的统筹安排，电网的含碳量可能会下降，因此未来进口电力而产生的简介排放可能会进一步降低。关于碳排放最优的能源规划更加需要评估未来可能发生的情况，防止过度投资。第三，密切关注电价、气价，碳价和补贴的相关政策发展情况，以及电力市场化改革进展。电价、气价、碳价的定价机制是综合能源系统具有投资回报的基础，当前政策下，电价、气价均有下降的趋势，但是碳价的加入可能使得燃烧天然气和从电网进口火电的成本增加。电力市场化改革和碳交易市场的开启将使当前的峰谷电价变为时刻变化的逐时电价，为综合能源系统项目的投资回报带来更大不确定性。因此，能源价格定价机制的变化情况要被密切关注。第四，与电网公司开展密切合作，包括但不限于分布式能源系统的开发、投资、运营、管理。并网综合能源系统严重依赖电网的电量供应、峰谷价差和灵活性，综合能源系统与电网的结算价格在系统成本中占有较大比例，因此，在项目经济性上，分布式能源系统与电网的结算方式具有关键作用。第五，分布式能源系统落地建议优先开发能源需求负荷稳定、负荷波动不确定较小的客户。对于负荷波动和不确定性较大的客户，建议依托信息化监测系统采集数据，并进行负荷监测和预测。负荷的变动将导致综合能源系统最优设计的变动，因此若负荷波动的不确定性较大，则很难确定经济最优的系统设计，从而提高项目的总成本。此外，长期负荷增长的预测对于设计合适的设备容量至关重要，若设备规模设计过大将导致成本大幅增长和投资闲置。在人类对能源的利用过程中，随着社会的不断发展，传统化石能源的能源危机开始出现并逐步加剧，而且环境造成了极大的危害被传统的化石能源，显然已经不符合当前能源需求，因此，转型能源结构是十分必要的。最后，通过结合斋唐岛的分布式能源系统的研究结论，本文对中国的分布式能源系统发展进行研究和探讨。显然，每个最初的独立规划供能系统，独立运行和独立设计模式不符合当下时代的要求。需要对社会能源系统进行综合规划设计和运行优化。最终，我们要实现分布式能源系统的构建统一。近年来，保护环境的呼声，越发激烈能源竞争力，也很急切。美国等国家已经开始将注意力开始转向分布式能源系统--一个30到50年的分布式能源（DES)系统--非常有前途的主要能源形式。早在2001年，美国已经提出了发展DES的计划。一部在2007年审核通过了相关法规。该法规明确指出必须开展分布式能源规划在社会主要供能（电力和天然气）系统。2009年，加拿大国会推动并通过了一项关于DES的研究报告。该计划旨在加速能源开发过程。作为第一个提出并实施DES计划的地区，在DES研究方面，欧洲已经取得了相当大的成就。相关数据显示，很多国家已经颁布了第五框架计划。这表明，关于不同形式能源之间合作的研究，这些国家进行了合作积极跟进研究。比如，开展关于分布式发电的研究和关于可再生能源与清洁能源运输之间关系的若干相关研究。DES相关研究的发展和现有的成功案例表明，DES可以作为利用能源的主要手段。西方国家在研究的早期阶段进行的DES的研究涉及到微型网络，美国建立的分布式能源系统以及欧盟建立的能源微电网系统。能源系统-冷，热，电力-三重供应，DES-CCHP系统和加拿大ICES系统。在分布式能源系统方面的研究进展，中国是比较慢的，在国内，联供系统都是刚刚建立不久的。从20世纪八十年代开始，我国就制定了关于生态环境保护政策，并提出了生态环境保护的概念。1998年，《中华人民共和国节约能源法》颁布的一项法律，推进发展冷、热、电联供的综合能源系统的一项法律法规。根据2000年的新规定，《生产与发展结合法》于2000年开始实施。[12]政府鼓励加强发展和应用结合中国的司法和法律制度的各项措施。我们仍然需要在我国目前的能源消费结构中以煤炭和石油资源为主，这些煤炭等行业同时分属不同的管理部口，但各部门之间的相互独立，协调度和调配度明显不足，我国分布式能源系统的发展在一定程度上制约了。为了使我国在国际能源领域获得地位，我国成立了几个颁布了一些相关的法律法规，并能源项目团队，以鼓励快速发展我国能源领域。目前，随着我国和其他国家不断深化交流与合作，在分布式能源系统方面，我们继续与许多国家进行研究与合作。随着世界各国经济增长的紧迫性增多，人们高质量生活的物质需求单一能源系统将不再能够被满足，与此同时，煤炭等化石能源将越来越匮乏。开发清洁能源，改善能源已成为所有国家发展的首要任务。由于每种能源供应模式，在传统能源模型中，相互独立，所以，无法准确相互调度反映它们之间的关系。用户如果需要多个能源供应，这是不够满意的。一种与多个分布式能源系统是能源相互作用的能源供应形式，这种能源配置系统可以改善相互关系，从而提高调度精度并提高能源利用率。分布式能源系统尽管有了很大的发展，这些突破研究并不是很明显。此外，目前能量系统仍在研究稳定的分布式能量系统。我们就目前分布式能源系统的发展而言无法保证分布式能源系统的持续运行安全、高效。与此同时，对研究不多相关故障的，相关问题未能被很好地处理，各种系统的运行也没有统一的标准来指导。此外，我国尚未使分布式能源系统面临市场激烈竞争，需要增加发展空间。以协调和规划各种能源之间的供应关系，分布式能源系统进行更深入的需要被研究，并建立统一的标准。需要我们大力开发和研究动态运营技术，不断优化运营。目前，全世界很多国家正在进行关于DES的技术研究，充分体现了DES的重要性对中国来说，根据目前的发展水平和科学技术，属于中国的DES知识和技术体系被我们非常有能力建立。对于未来中国的能源安全战略至关重要掌握，这些能源领域的相关科学技术。它不仅