燃气冷热电联产系统的研究与探讨

燃气冷热电联产系统是一种建立在能量的梯级利用概念基础上，以燃气为一次能源，产生冷、热、电的联产联供系统。分布式能源系统因其具有高效、清洁、环保等优势而拥有巨大的发展潜力，它的推广应用与技术，政策、市场等各方面因素密切相关。     

分布式能源系统:联产和联供

分布式冷热电联供系统是冷热电联产的进一步发展.从联产比例与终端需求比例的矛盾着眼,分析了从热电联产发展为冷热电联供的必然规律.通过对建筑物用能需求特点和优化配置的分析,了建筑物分布式冷热电三联供系统的特色、理论基础和技术基础,并指出了工业能源终端利用系统发展冷热电联供的潜力;最后指出了大力发展清洁能源的冷热电三联供系统是天然气下游市场发展的需要.     

分布式供能是中国“十二五”能源战略重点

围绕分布式供能重大命题展开了系统论述,包括:提高能效和保障供应是当前中国能源战略重点;从热电联产到冷热电联供的历史进程;能源生产和供应的集中与分散两种途径的辨析;区域型分布式供能系统是分散发电与集中供冷热蒸汽的结合;中国"十二五"应当重点发展什么样的DES/CCHP;中国DES/CCHP发展之路在哪里;燃煤热电联产能否改造为冷热电联供;可再生能源、核能与分布式供能的关系及走势;当前提高中国能源效率的关键举措.为中国"大力发展分布式能源"进行了系统的理论论证与形势分析,阐述了分布式能源的战略思路、发展途径,可行性技术措施,提供了方向性指导与重要的科学技术支撑.     

沈阳工程学院学报（自然科学版）2005年总目次（第1卷第1—4期）

专题栏目———分布式能源(1-3)积极推进热电联产与分布式能源系统的发展………………………………………………………周小谦(1.1)考虑环境影响的分布式能源系统优化设计与运行策略研究………华贲岳永魁田中华陈清林(1.6)议分布式能量系统……………………………………………………………………………………宋之平(1.12)分布式冷热电联供系统经济性分析……………………………………………黄锦涛丰镇平袁劲松(1.17)我国发展分布式能源的迫切性、意义及前景………………………………………………………华贲(2-3.1)中国分布式冷热电联产发展现…     

分布式能量系统的案例分析

通过分布式能量系统与传统大电网集中供电方式的比较,系统分析了分布式能量系统的特点。以一办公大楼为例,分析了该大楼分别采用分布式能量系统方案和传统供能方案的经济性。在现有的电力市场条件下通过改变机组造价和天然气价格等,对分布式能量系统进行了敏感性分析,进一步分析了分布式能量系统具有的经济性优势,论证了它与大电网供电的相互补充关系。由于实现了能量的梯级利用等,分布式能量系统具有其先进性。     

能源产供系统之热利用准则

分析了终端用能的主体是低品位的热能,一次能源释放第一能量形态的主体是高品位的热能,提出了放热能源和释力能源的概念．以热力学第一和第二定律为基础,建立一次能源的最大利用价值模型,给出一次能源利用品质价值因子、终端用能投资利用价值因子及判别因子,并对多种方案进行评价．指出现代大能源系统存在问题的核心,是没有抓住以热为主体的合理转化与利用以及建在用户处的工业锅炉和热水锅炉没有进行能级梯级利用所带来的弊端,提出合理地转换与利用是一切能源产供系统合理利用能源的生命线．在此基础上,提出一次能源之热利用准则．最后建议,与时俱进,“大小结合,协调发展”实行“两条腿走路”,创建“以热利用为核心的一能多用、多能互补的具有中国特色的现代化分布式能源产供系统”．     

能源产供系统之热利用准则

分析了终端用能的主体是低品位的热能，一次能源释放第一能量形态的主体是高品位的热能，提出了放热能源和释力能源的概念．以热力学第一和第二定律为基础，建立一次能源的最大利用价值模型，给出一次能源利用品质价值因子、终端用能投资利用价值因子及判别因子，并对多种方案进行评价．指出现代大能源系统存在问题的核心，是没有抓住以热为主体的合理转化与利用以及建在用户处的工业锅炉和热水锅炉没有进行能级梯级利用所带来的弊端，提出合理地转换与利用是一切能源产供系统合理利用能源的生命线．在此基础上，提出一次能源之热利用准则．最后建议。与时俱进，“大小结合，协调发展”实行“两条腿走路”，创建“以热利用为核心的一能多用、多能互补的具有中国特色的现代化分布式能源产供系统”．     

沈阳工程学院学报（自然科学版）2007年总目次（第3卷第1～4期）

专题栏目———分布式能源(8-11)分布式能源系统:联产和联供………………………………………………………………龚婕,华贲(1·1)分布式能源系统的研究现状………………………………………………………………姚景州,曹小林(1·6)变速恒频双馈风力发电机空载并网滑模控制…………     

低碳能源时代中国热电联产的发展趋势

在分析低碳时代中国乃至世界的能源结构将向以可再生能源和天然气为主转型,煤将通过CCS的方式清洁利用的发展趋势和中国热电联产(CHP)30年进展及其存在的问题的基础上,指出了中国热电联产(CHP)的2大趋势:①燃煤CHP将以大、中型煤气化多联产为主流;②天然气CHP将发展为分布式冷热电联供能源系统(DES/CCHP),并替代煤成为工业和城市商住建筑物能源供应的主体.中国需借鉴西方CCHP成熟技术,结合国情集成创新,抓住工业化和城镇化的历史机遇,把发电与向工业用户供蒸汽,向公共建筑供暖、供冷和向民居供暖及生活热水结合起来;在10~20年内把能效提高到世均水平.     

蓄能模式下分布式冷热电联产系统的协同优化

建立了带蓄能装置的分布式冷热电联产系统设备配置与运行策略的协同优化数学模型。通过典型案例分析,探讨了相同负荷需求下,采用常规分供系统与有无蓄能的联产系统时各供能模式的经济性和节能减排性。结果表明,在分时电价体系下,冷热电联产系统中引入蓄能装置可以有效降低运行成本,减少CO2排放,并可提高系统的灵活性。     

区域分布式能源改变中国电力低碳发展格局

在碳减排的历史趋势下,2010年-2020年期间中国电力低碳发展的战略途径并非只有可再生能源一条.在非常规天然气和智能电网快速发展的前提下,充分发挥中国城市工业、商住、居民终端用能需求的冷、热、电、汽负荷可以集成供应,并与电网调峰相结合的国情特点,在系统技术和运作机制2方面集成创新,到2015年/2020年有可能与快速发展工业园区和新城区同步,建设一大批天然气分布式冷热电联供能源系统（DES/CCHP）,总装机容量达到110/220 GW,发电量达到0.5/1万亿kW h/a;2020年占总发电量14%,达到美国2010年的水平.这样,不仅能够基本解决电网昼夜调峰问题,节省数千亿元电力、电网和煤炭开发建设投资,减少对煤炭的过度依赖和碳减排压力,而且可对中国工业和商住能效提高到世界平均水平作出决定性的贡献.     

新能源及可再生能源并网发电规模化应用的有效途径——微网技术

传统电网集中式供电和分布式电源都有其各自的优点和局限性。微网技术整合了分布式电源的优势,有利于新能源及可再生能源发电系统大规模并网应用。首先介绍了微网的相关概念及其基本结构,阐述了微网内的主要分布式发电技术和储能方式,进而提出了三种微网的基本控制策略。最后对微网的发展前景进行了展望,并总结给出了微网研究中需要重点解决的理论和技术问题。     

太阳能与燃煤机组集成发电系统

面临环境污染、化石燃料短缺及电力供应不足的严峻局势,介绍了一种新型的太阳能与燃煤机组集成发电系统。作为两种能源互补的复合发电系统,同时具备太阳能与燃煤发电的优势,又避免了各自单独发电的不足,是构建可持续发展电力能源体系的新途径。     

积极推进热电联产与分布式能源系统的发展

在全面分析我国能源与电力发展形势的基础上，从我国经济可持续发展的战略高度提出了今后能源有效利用和能源结构调整的指导方针；阐述了我国热电联产发展现状和今后的发展方向；全面论述了分布式能源及其技术途径、发展现状、存在问题和发展前景，就分布式能源发展的战略实施规划和装备、技术、组织管理、供电系统模式及政策支持等问题进行了全面具体的指导．     

试论分布式能量系统在电力建设中的地位

所谓分布式能量系统,乃位于或临近负荷中心、不以大规模、远距离输送电力为目的并具有环境相容性的电力总能系统。基于这一定义,分布式能量系统实际上是不同于集中式大型电力系统的、且具有鲜明特色的特殊电力系统,它是实现总能系统概念的有利形式,同时也为实现一次能源多元化创造了条件。因此,分布式能量系统与集中式电力系统并行不悖,二者如能合理结合,将会对我国的电力建设有重要的促进作用。     

智能型混合能源独立供电/市电并联系统

开发了一个智能型混合能源独立供电/市电并联供电系统,解决再生能源可能引发之发电不稳定问题,利用独立电源混合并入市电之机制互补电能供应,运用成本导向发展经济调度法则,完成电源管理及功率分配最佳化过程控制,并可根据不同场址需求弹性加入各种再生能源以及传统能源.本系统透过全数字化控制达成电源管理及功率分配,并分析混合能源发电系统之冲击,并网模式将洁净能源电力转换供给一般负载使用,减少尖峰时刻之市电需求,于离峰用电或多余电能时将水电解为氢与氧储存备用,该系统可以逆潮流反馈电能回市电,自动侦测市电中断时以独立供电模式供应负载.本系统可达成三点目标:1)经智能型电源管理控制法则使系统操作于最佳效率之状态;2)并网模式时,输出与市电电压同相位之电流,达成单位功因并网以提升能源利用率;3)独立供电模式下提供低总谐波失真成分之正弦输出电压,有效降低电磁干扰.比对商购产品,少数有同时具备监视及控制功能,且不具备如本系统可任意搭配能源数量及调配电力使用负载条件之功能,本研究所开发之系统具有明显技术差异、领先优势及成本优势,具高度商品化价值.     

基于先进绝热压缩空气储能的区域综合能源系统优化策略

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)装置作为目前最具潜力的储能装置,能更好地促进区域综合能源系统对新能源的消纳、传统能源的高效利用并降低环境污染.本文建立了一种含先进绝热压缩空气储能装置的区域综合能源系统供能优化模型,分析了先进绝热压缩空气储能装置的储能特性以及区域综合能源系统的电功率平衡、热功率平衡和各类供能装置的运行约束.利用GAMS优化软件求解传统区域综合能源系统模型和本文所建立模型在日周期内的运行成本,从环保性和经济性两个方面进行比较,结果表明本文所建立的模型在降低成本、促进新能源消纳和节能减排方面是有效且可行的.     

分布式能源发展的新机遇

中国为避免能源安全的隐患,兑现低碳减排的承诺,降低煤炭在一次能源中所占的比例,调整能源结构势在必行.这为燃气分布式能源提供了机遇.随着天然气进口量和开采量的增加,替代气源的快速增长,以及生物质发电技术的逐渐成熟,发展分布式能源的物质基础已经齐备.国家对发展分布式能源的推动政策逐年升级,支持力度逐渐加大,以五大发电集团为代表的能源企业也在积极运作.综上所述,各因素将形成合力,推动中国分布式能源的发展进入快车道.     

关于分布式能源电力并网问题的探讨

通过对北京市燃气大楼三联供项目并网问题的探讨和分析,从技术角度讨论了分布式能源的电力并网不仅要从并网电气设备方面考虑,还要从整个电力系统考虑分布式小电源并网对电网的影响等问题.对于整个电力输配网络来说,分布式小电源对电网的影响应加以客观的分析和科学的计算,从而妥善地解决分布式小电源并网对电力系统的冲击问题.而作为供电部门,应积极为分布式小电源并网提供便利条件;同时国家相关电力部门应出台相关政策,鼓励和支持分布式小电源并网.     

压电陶瓷自发电平台设计与能效分析

为探究压电材料在分布式供能下的发电效率,设计了一套压电陶瓷自发电试样装置,基于压电陶瓷发电能力影响因素的定量分析,设计了压电陶瓷发电能力模块测试平台;通过人体载荷试样,测得行进过程中压电陶瓷的发电能效;找到压电陶瓷数量、拓扑结构参数、载荷、振动频率及组合方式与发电能效之间的定量关系;并基于理论分析与试样研究,提出了提高压电陶瓷发电能效的解决方案.结果表明:压电陶瓷二次压电效应是影响发电的主要因素.利用压电材料的特性进行能量转换,为解决新能源问题提供了新途径.