分布式能源項(xiàng)目配置方式及前景解析

1、<p>　　分布式能源項(xiàng)目配置方式及前景解析</p><p>　　摘要：介紹分布式能源站近期的國(guó)家政策，通過(guò)對(duì)目前所面臨問題的分析，為分布式能源站的設(shè)計(jì)和研究方向提供了建議。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：分布式能源站，燃?xì)廨啓C(jī)，冷熱電聯(lián)供 </p><p>　　1. 分布式能源的定義 </p><p>　　我國(guó)發(fā)改委對(duì)分布式能源定

2、義是利用小型設(shè)備向用戶提供能源供應(yīng)的新的能源利用方式。與傳統(tǒng)的集中式能源相比，分布式能源接近負(fù)荷，不需要建設(shè)大電網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離高壓或超高壓輸送，可大大減少線損，節(jié)省輸配電建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用；由于兼?zhèn)浒l(fā)電、供熱等多種能源服務(wù)功能，分布式能源可以有效的實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，達(dá)到更高的能源綜合利用率 </p><p>　　2.天然氣分布式能源的分類 </p><p>　　按照供應(yīng)范圍，天然氣分布式能

3、源系統(tǒng)可以分為區(qū)域型（DCHP）和 樓宇型（BCHP）兩 種。區(qū)域型系統(tǒng) 主要是針對(duì)各種工業(yè)、商業(yè) 、科技園區(qū) 、大學(xué)城等較大的區(qū)域所建設(shè)的冷熱電能源供應(yīng)中心 ，設(shè)備一般采用容量較大的機(jī) 組， 往往需要建設(shè)獨(dú)立的能源供應(yīng)中心，還要考慮冷熱電供應(yīng)的外網(wǎng)設(shè)備。 </p><p>　　3.天然 氣分 布式能 源系 統(tǒng)配置 </p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)很多分布式能源項(xiàng)目正在進(jìn)行前期咨詢工作，因

4、此如何配置分布式能源系統(tǒng)具有十分重要的研究意義。 </p><p>　　3.1分布式能源站的配置原則 </p><p>　　分布式能源系統(tǒng)各用戶的能量需求隨時(shí)間變化，而動(dòng)力設(shè)備（ 如燃?xì)廨啓C(jī)）通常以穩(wěn)定運(yùn)行為基本條件。分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想就是在負(fù)荷需求的可變性和動(dòng)力設(shè)備的穩(wěn)定性之間尋求平衡點(diǎn)，穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)能的梯級(jí)利用， 提高一次能源利用效率。 根據(jù)指導(dǎo)思想確定分布式能源系

5、統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)有： </p><p>　　針對(duì)不同建筑類型，優(yōu)化配置冷熱 電各個(gè)子系統(tǒng)； </p><p>　　針對(duì)機(jī)組運(yùn)行工況（ 運(yùn)行環(huán)境條件的變化、機(jī)組各種負(fù)荷等變工況 條件） 設(shè)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全工況高效、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的途徑與控制方法； </p><p>　　針對(duì)不同類型的建筑負(fù)荷，匹配不 同的調(diào)節(jié)方式，使得各個(gè)子系統(tǒng)達(dá)到最佳的利用率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大限度節(jié)能。 <

6、;/p><p>　　3.2分布式能源站的典型配置 </p><p>　　3.2.1 按照發(fā)電機(jī)組的不同及系統(tǒng)主要功能分類 </p><p>　　天然氣分布式能源系統(tǒng)采用的發(fā)電設(shè)備主要有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和燃?xì)馕⑷紮C(jī)等， </p><p>　　所采用的余熱利用設(shè)備主要有余熱鍋爐以及蒸汽型吸收制冷機(jī)、熱水型吸收制冷機(jī)和煙氣型吸收式制 &l

7、t;/p><p>　　冷機(jī)等。根據(jù)組合不同，大致可分為以下3類。 </p><p>　　1）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組+余熱鍋爐+汽輪發(fā)電機(jī)組+蒸汽/熱水型溴化鋰制冷機(jī)組。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是應(yīng)用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，系統(tǒng)的發(fā)電效率高，可充分利用和轉(zhuǎn)換高品位的能源 ，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。2）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組+煙氣型溴化鋰制冷機(jī)組。該系統(tǒng)特點(diǎn)是燃機(jī)單循環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)的熱冷量輸出比例大，熱（冷）電比高 。 <

8、;/p><p>　　3）燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)組+煙氣或熱水型溴化鋰制冷機(jī)組。該系統(tǒng)特點(diǎn)是采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的單機(jī)出力一般在200kW至3000 kW之間，在這個(gè)功率范圍，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電效率可以達(dá)到35%左右，要高于同功率等級(jí)的燃汽輪機(jī)。 </p><p>　　3.2.2 按照應(yīng)用于區(qū)域功能分類 </p><p><b>　　工業(yè)園 </b><

9、/p><p>　　在工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)型企業(yè)居多，一般都具有穩(wěn)定的電、蒸汽、熱和冷負(fù)荷，各項(xiàng)負(fù)荷都比較大，由于穩(wěn)定的負(fù)荷和長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行可以提高分布式能源系統(tǒng)的熱效率和整個(gè)系統(tǒng)的熱電比，對(duì)投資分析和運(yùn)行模式都十分有利。工業(yè)園區(qū)通常會(huì)根據(jù)“優(yōu)先滿足冷、熱 負(fù)荷” 的原則配置設(shè)備。如圖 1所示為典型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)三聯(lián)供系統(tǒng)流程圖。 </p><p>　　圖 1 典型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)三聯(lián)供系統(tǒng)流程圖

10、</p><p>　　某 40MW 等級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組所組成的聯(lián)合循環(huán)的主要性能表如表 1 所示，該能源站的 熱效率和熱電 比高于《熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究技術(shù)規(guī)定》中的要求，符合規(guī)定要求。所以，具有穩(wěn)定熱負(fù)荷的工業(yè)園區(qū)建設(shè)分布式能源站將有較好的經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　表 1某 40MW 等級(jí)燃?xì)?－ 蒸汽聯(lián)合循環(huán)分布式能源站主要性能表 </p&g

11、t;<p><b>　　辦公樓 </b></p><p>　　由于辦公大樓各種負(fù)荷相對(duì)較小，而且隨時(shí)間變化較大，一般采用微型燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。布置方式采用地上或者地下布置。如圖2是為辦公樓配置的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)分布式能源系統(tǒng)流程圖。 </p><p>　　圖 2 辦公樓燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)三聯(lián)供系統(tǒng)流程圖 </p><p><b>

12、　　居民社區(qū) </b></p><p>　　居民社區(qū)通常選擇燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力設(shè)備。作為分布式能源站應(yīng)用的一種建筑類型，其最大特點(diǎn)就是負(fù)荷需求的不定時(shí)性。所以，居民社區(qū)的分布式能源站需要增加設(shè)計(jì)蓄能裝置。通常，蓄能裝置是通過(guò)冷水、熱水儲(chǔ)存罐來(lái)實(shí)現(xiàn)，在負(fù)荷充足的時(shí)候?qū)⒍嘤嗟睦?、熱?fù)荷儲(chǔ)存起來(lái)，在居民使用高峰或燃機(jī)負(fù)荷降低或停機(jī)的時(shí)候釋放儲(chǔ)存的能量 滿足居民需求。圖 3所示為居民社區(qū)典型分布式能源系統(tǒng)流程

13、圖。 </p><p>　　圖 3 所示為居民社區(qū)典型分布式能源系統(tǒng)流程圖 </p><p>　　4．存在 的主 要問 題及 解決的 方法 </p><p>　　4.1負(fù)荷分析難以保證全面、準(zhǔn)確、細(xì)致 </p><p>　　對(duì)分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，負(fù)荷分析是非常必要的，如果對(duì)建筑的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)或估算不夠細(xì)致，就會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生相當(dāng)大的影響 </

14、p><p>　　4.2對(duì)于過(guò)渡季節(jié)，分布式能源系統(tǒng)利用不充 分。 </p><p>　　對(duì)于分布式能源站，冷熱負(fù)荷一般是通過(guò)利用 燃機(jī)的余熱獲得，由于夏季和冬季具有穩(wěn)定的冷、 熱負(fù)荷，余熱需求量較大，動(dòng)力設(shè)備可以保持比較 穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，而在春季和秋季，無(wú)較大的冷熱負(fù)荷需求，可能就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)處于低效運(yùn)行狀態(tài) </p><p>　　4.3 缺乏權(quán)威的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 <

15、/p><p>　　分布式能源系統(tǒng)是一個(gè)多能量的產(chǎn)品輸出的復(fù)雜系統(tǒng)，由于冷熱電是不同的產(chǎn)品，很難直接進(jìn)行定量比較，目前的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則主要是效率.節(jié)能率. 折合發(fā)電效率等幾種，但這些評(píng)價(jià)方法本質(zhì)上都是對(duì)冷熱電根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)分布式能源系統(tǒng)的能量梯級(jí)利用特點(diǎn)建立系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式能源系統(tǒng)的研究將具有非常重要的意義。 </p><p>　　4.4需要進(jìn)一步加強(qiáng)天然氣的價(jià)格穩(wěn)定機(jī)制。 &l

16、t;/p><p>　　由于分布式能源系統(tǒng)燃燒的是高品質(zhì)的清潔能源，其運(yùn)行成本受燃料價(jià)格的影響特別大，穩(wěn)定的價(jià)格機(jī)制也是影響分布式能源站推廣的一個(gè)主要因素。 </p><p>　　4.5分布式能源站的并網(wǎng).電價(jià)問題。 </p><p>　　盡管天然氣分布式能源系統(tǒng)具有很高的能源綜合利用率（約為大型凝汽式發(fā)電廠的2倍）、良好的環(huán)保效益，但由目前相同熱值的天然氣價(jià)格約是煤炭的

17、2.2倍 ，而且分布式能源系統(tǒng)由于規(guī)模較小單位造價(jià)較高，所以分布式能源系統(tǒng)的單純經(jīng)濟(jì)效益并不顯著 。以廣州大學(xué)城分布式能源 站為例，上網(wǎng)電價(jià)高達(dá) 0.78 元/kWh，近期國(guó)內(nèi)一些天然氣分布式能源程的上網(wǎng)電價(jià)估算也都在 0.60～0.70 元/kWh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤電廠的上網(wǎng)電價(jià)，不具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。所以，分布式能源站的大力推廣 還需要政府在這方面加大對(duì)分布式能源的扶持力度。 </p><p><b>

18、;　　5.結(jié)論 </b></p><p>　　目前，我國(guó)集中供能系統(tǒng)正在迅速發(fā)展，而且將是今后一段時(shí)間內(nèi)的主要發(fā)展方向。分布式能 源系統(tǒng)可以在大電網(wǎng)故障和意外災(zāi)害情況下，維持重要用戶的供電。所以 建設(shè)一個(gè)集中能源與分布，式能源相結(jié)合的能源系統(tǒng)將是大的發(fā)展趨勢(shì)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　楊

19、 旭中，郭 曉克，康 慧. 熱電 聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃設(shè) 計(jì)手冊(cè). 中國(guó)電力 出版社 ，2009 </p><p>　　國(guó)家能源局，關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見（征求意見稿）國(guó)能油氣，2010 </p><p>　　楊旭中，郭曉克，康惠，熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)電力出版社，2009 </p><p>　　馬悅，董舟，分布式能源系統(tǒng)研究 2011 </p>