1、1分布式能源项目配置方式及前景解析摘要：介绍分布式能源站近期的国家政策，通过对目前所面临问题的分析，为分布式能源站的设计和研究方向提供了建议。 关键词：分布式能源站，燃气轮机，冷热电联供 1. 分布式能源的定义 我国发改委对分布式能源定义是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送，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用；由于兼备发电、供热等多种能源服务功能，分布式能源可以有效的实现能源的梯级利用，达到更高的能源综合利用率 2.天然气分布式能源的分类 按照供应范围，天然气分布式能源系统可以分为区
2、域型（DCHP）和 楼宇型（BCHP）两 种。区域型系统 主要是针对各种工业、商业 、科技园区 、大学城等较大的区域所建设的冷热电能源供应中心 ，设备一般采用容量较大的机 组， 往往需要建设独立的能源供应中心，还要考虑冷热电供应的外网设备。 3.天然 气分 布式能 源系 统配置 目前，国内很多分布式能源项目正在进行前期咨询工作，因此如何2配置分布式能源系统具有十分重要的研究意义。 3.1 分布式能源站的配置原则 分布式能源系统各用户的能量需求随时间变化，而动力设备（ 如燃气轮机）通常以稳定运行为基本条件。分布式能源系统的设计指导思想就是在负荷需求的可变性和动力设备的稳定性之间寻求平衡点，稳定系
3、统运行，同时实现能的梯级利用， 提高一次能源利用效率。 根据指导思想确定分布式能源系统的设计目标有： 针对不同建筑类型，优化配置冷热 电各个子系统； 针对机组运行工况（ 运行环境条件的变化、机组各种负荷等变工况 条件） 设法实现系统全工况高效、可靠、经济运行的途径与控制方法； 针对不同类型的建筑负荷，匹配不 同的调节方式，使得各个子系统达到最佳的利用率，实现系统最大限度节能。 3.2 分布式能源站的典型配置 3.2.1 按照发电机组的不同及系统主要功能分类 天然气分布式能源系统采用的发电设备主要有燃气轮机、蒸汽轮机、燃气内燃机和燃气微燃机等， 所采用的余热利用设备主要有余热锅炉以及蒸汽型吸收制
4、冷机、热水型吸收制冷机和烟气型吸收式制 冷机等。根据组合不同，大致可分为以下 3 类。 1）燃气轮机发电机组+余热锅炉+汽轮发电机组+蒸汽/热水型溴化锂制冷机组。该系统的特点是应用燃气-蒸汽联合循环机组，系统的发电效率高，可充分利用和转换高品位的能源 ，提高系统的经济效益。2）燃3气轮机发电机组+烟气型溴化锂制冷机组。该系统特点是燃机单循环运行，系统的热冷量输出比例大，热（冷）电比高 。 3）燃气内燃发动机组+烟气或热水型溴化锂制冷机组。该系统特点是采用燃气内燃机，燃气内燃机的单机出力一般在 200kW 至 3000 kW 之间，在这个功率范围，内燃机的发电效率可以达到 35%左右，要高于同功
5、率等级的燃汽轮机。 3.2.2 按照应用于区域功能分类 工业园 在工业园区生产型企业居多，一般都具有稳定的电、蒸汽、热和冷负荷，各项负荷都比较大，由于稳定的负荷和长时间的稳定运行可以提高分布式能源系统的热效率和整个系统的热电比，对投资分析和运行模式都十分有利。工业园区通常会根据“优先满足冷、热 负荷” 的原则配置设备。如图 1 所示为典型燃气轮机联合循环三联供系统流程图。 图 1 典型燃气轮机联合循环三联供系统流程图 某 40MW 等级燃气轮机发电机组、余热锅炉、蒸汽轮机发电机组所组成的联合循环的主要性能表如表 1 所示，该能源站的 热效率和热电 比高于热电联产项目可行性研究技术规定中的要求，
6、符合规定要求。所以，具有稳定热负荷的工业园区建设分布式能源站将有较好的经济性。表 1 某 40MW 等级燃气 蒸汽联合循环分布式能源站主要性能表 4办公楼 由于办公大楼各种负荷相对较小，而且随时间变化较大，一般采用微型燃气轮机或燃气内燃机。布置方式采用地上或者地下布置。如图 2是为办公楼配置的燃气内燃机分布式能源系统流程图。 图 2 办公楼燃气内燃机三联供系统流程图 居民社区 居民社区通常选择燃气内燃机作为动力设备。作为分布式能源站应用的一种建筑类型，其最大特点就是负荷需求的不定时性。所以，居民社区的分布式能源站需要增加设计蓄能装置。通常，蓄能装置是通过冷水、热水储存罐来实现，在负荷充足的时候
7、将多余的冷、热负荷储存起来，在居民使用高峰或燃机负荷降低或停机的时候释放储存的能量 满足居民需求。图 3 所示为居民社区典型分布式能源系统流程图。 图 3 所示为居民社区典型分布式能源系统流程图 4存在 的主 要问 题及 解决的 方法 4.1 负荷分析难以保证全面、准确、细致 对分布式能源系统的设计，负荷分析是非常必要的，如果对建筑的负荷统计或估算不够细致，就会对运行产生相当大的影响 54.2 对于过渡季节，分布式能源系统利用不充 分。 对于分布式能源站，冷热负荷一般是通过利用 燃机的余热获得，由于夏季和冬季具有稳定的冷、 热负荷，余热需求量较大，动力设备可以保持比较 稳定的运行状态，而在春季
8、和秋季，无较大的冷热负荷需求，可能就会使整个系统处于低效运行状态 4.3 缺乏权威的评价标准。 分布式能源系统是一个多能量的产品输出的复杂系统，由于冷热电是不同的产品，很难直接进行定量比较，目前的评价准则主要是效率.节能率. 折合发电效率等几种，但这些评价方法本质上都是对冷热电根据不同的标准分别进行评价。根据分布式能源系统的能量梯级利用特点建立系统评价标准对分布式能源系统的研究将具有非常重要的意义。 4.4 需要进一步加强天然气的价格稳定机制。 由于分布式能源系统燃烧的是高品质的清洁能源，其运行成本受燃料价格的影响特别大，稳定的价格机制也是影响分布式能源站推广的一个主要因素。 4.5 分布式能
9、源站的并网.电价问题。 尽管天然气分布式能源系统具有很高的能源综合利用率（约为大型凝汽式发电厂的 2 倍） 、良好的环保效益，但由目前相同热值的天然气价格约是煤炭的 2.2 倍 ，而且分布式能源系统由于规模较小单位造价较高，所以分布式能源系统的单纯经济效益并不显著 。以广州大学城分布式能源 站为例，上网电价高达 0.78 元/kWh，近期国内一些天然气分布式能源程的上网电价估算也都在 0.600.70 元/kWh，远远高于燃煤电厂的6上网电价，不具有很强的市场竞争力。所以，分布式能源站的大力推广 还需要政府在这方面加大对分布式能源的扶持力度。 5.结论 目前，我国集中供能系统正在迅速发展，而且
10、将是今后一段时间内的主要发展方向。分布式能 源系统可以在大电网故障和意外灾害情况下，维持重要用户的供电。所以 建设一个集中能源与分布，式能源相结合的能源系统将是大的发展趋势。 参考文献 杨 旭中，郭 晓克，康 慧. 热电 联产规划设 计手册. 中国电力 出版社 ，2009 国家能源局，关于发展天然气分布式能源的指导意见（征求意见稿）国能油气，2010 杨旭中，郭晓克，康惠，热电联产规划设计手册.中国电力出版社，2009 马悦，董舟，分布式能源系统研究 2011 中共中央国务院，国家中长期科学和技术发展纲要（2006-2020）（国发 2005,44 号） ，2006 林汝谋，金红光等，新一代能源动力系统的研究方向与进展，动力工程，2003.23（3）:2370-2376
