分布式能源
分布式能源
分布式能源系统 随着经济的发展和人们生活水平的提高,特别是城市化进程的加快,商业和民用对热、电、 冷总体能源的需求急剧增加,能源需求的主体呈现多样化的态势,这种需求的特点突破了传统意 义上的热电冷联产主要服务于工业上用热、用冷的局面,为热电冷联产技术的发展提供了更广的 市场空间。随着能源技术的进步,天然气发展,特别是微型燃气轮机、燃料电池的技术成就,实 现资源的合理、有效利用,发展基于分布式能源系统的小区、楼宇等热电冷联产的前景非常看好。 所谓“分布式能源”是指分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主,可再 生能源(包括城市垃圾等)为辅,利用一切可以利用的资源:二次能源以分布在用户端的热电冷 联产为主,其他中央能源供应系统为辅,实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用,并通过 中央能源系统提供支持和补充。 在环境保护上,分布式能源系统将部分污染分散化、资源化,争取实现适度排放的目标。在 管理体系上,依托智能信息化技术实现现场无人职守,通过社会化服务体系提供设计、安装、运 行、维修一体化保障。各系统在低压电网和冷、热水管道上进行就近支援,互保能源供应的可靠。 分布式能源实现多系统优化,将电力、热力、制冷与蓄能技术结合,实现多系统能源容错,将每 系统的冗余限制在最低状态,利用效率发挥到最大状态,以达到节约资金的目的
分布式能源系统,是相对于能源集中生产(主要代表形式是大电厂加大电网)而言的。它与 比较集中的大电厂加大电网正好相反,是把二次能源供能点分散到很多企业、社区、大厦、医院、 学校、写字楼,甚至个别家庭住宅中去。由于分散,所以每个系统的出力都不会大,具体大小看 用户需要而定。电是最主要的二次能源,所以目前通称的分布式能源系统都至少要有电力输出。 光出热、出冷等简单小型供能系统,如仅供热的小锅炉装置,仅供冷的独立空调设备,是极少有 人称之为分布式能源系统的。 与常规的集中供电电站相比,分布式供电具有许多优势
分布式能源系统按需就近设置,可以尽可能与用户配合好,输电距离短,没有或很低输配电 损耗。无需建设配电站,可避免或延缓增加输配电成本。适合多种热电比的变化,系统可根据热 或电的需求进行调节从而增加年设备利用小时。土建和安装成本低。 分布式能源系统可以提高大电网供电的可靠性。分布式能源系统是独立的,用户可自行控制, 不会发生大规模供电事故,供电的可靠性高。分布式能源系统可以弥补大电网在安全稳定性方面 的不足。在世界上大型火电厂建设的趋势有增无减之时,电网的急速膨胀对供电安全与稳定性带 来很大威胁,而各种形式的小型分布式能源系统,使国民经济、国家安全至关重要而又极为脆弱 的纽带——大电网不再孤立和笨拙。直接安置在用户近旁的分布式发电装置与大电网配合,可大 大地提高供电可靠性,在电网崩溃和意外灾害(例如地震、暴风雪、人为破坏、战争)情况下,可 维持重要用户的供电
分布式能源系统可以满足特殊地区(场合)的能源需求。对不适宣大规模敷设电网的边远地 区或分散的用户,对供电可靠行要求较高的医院、银行等特殊用户,以及能源需求多样化的用户, 采用分布式能源系统可进行遥控和监测区域电力质量和性能,非常适合对乡村、牧区、山区、发 展中区域及商业区和居民区提供电力。 分布式能源系统具有良好的环保性能。分布式能源系统一般采用洁净燃料,没有粉尘、废水、 有害气体的排放,由于减少了输变线路和设备,电磁污染和噪声污染极低,大量减少环保压力。 分布式能源系统为可再生能源的利用提供了良好的途径。由于可再生能源能流密度低,分散 性强,利用规模一般较低,大规模集中供能应用不太现实。分布式能源系统为可再生能源利用的 发展提供了新的动力。如对于生物质能比较丰富但偏僻、缺乏电力的地区,发展生物质能发电 并提供冷热量,是提高当地人们生活水平的重要途径。我国政府非常重视建设可再生分布式供能 系统
另外,电空调负荷加大了电网季节峰谷差,冷热电联产系统彻底避免了电空调与电网争电的 局面,有效改善电网负荷的不平衡性,提高了发电厂设备负荷率。它利用燃气或发电余热制冷和 制热,填补了夏季燃气用量的严重不足,改善了电力和燃气不合理能源结构状况。 目前,世界能源产业面临亟待解决的四大问题是:合理调整能源结构、进一步提高能源利用 效率、改善能源产业的安全性、解决环境污染。对于单一的大电网集中供电解决上述问题存在困 难,而分布式能源系统恰好可以在提高能源利用率、改善安全性与解决环境污染方面做出突出的 贡献。因此,大电网与分散的小型分布式供能方式的合理结合,被全球能源、电力专家认为是投 资省、能耗低、可靠性高的灵活能源系统,成为21世纪电力工业的发展方向。 分布式能源系统主要形式有:电力单供方式、热电联产方式和冷热电三联产方式。分布式能 源系统可以作为备用电力、调峰、电网支持等方面
分布式能源系统的主要优点是用在冷热电联产中。冷热电联产的方式有多种,如以天然气为 一次能源,则可以采用图3321的方式,即,燃气轮机组发电的同时将余热转换成供居民采暖、 制冷的冷热源,实现能源的梯级开发利用,这样总能源利用效率达9%以上,而传统发电方法, 供电效率仅在30%左右。如以工业废热、锅炉烟气、垃圾焚烧或地热为输入热能量,则可以采用 图33-22的方式,即,将输入的热量在蒸汽锅炉中生产蒸汽,然后通过蒸汽轮机发电,同时进行 供热和供冷
天然气您气轮机组 气双效冷温水机 7160M 514℃气 总量646% 5522kW 制冷3489KW 供热4970M 余热锅炉 电力5376kW 图33-1燃气轮机冷热电联产系统
交换器 温水70 高压基汽 工业度热 锅炉烟气 冷水6℃ 系汽 汽锅炉 垃圾赞烧炉 蒸汽吸收式制冷机 蒸汽涡轮发电机 地热 电力 图332蒸汽轮机冷热电联产系统
近年来,美国、加拿大等国相继发生的大停电事故,深刻说明传统能源供应形式存在着严重 的技术缺陷,随着时代的发展,特别是信息社会的发展,已经不可能继续支撑人类文明的发展进 程,必须加快信息时代的新型能源体系的建立,分布式能源是该体系的核心技术。 中国人口众多,自身资源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是绝对不可能支 撑13亿人的“全面小康”,使用国际能源不仅存在着能源安全的严重制约,而且也使世界的发展 面临一系列新的问题和矛盾。因此,需要充分采用各种先进的能源利用技术,不断提高我国的能 源利用效率和能源供应的安全性。 中国必须立足于现有能源资源的综合利用,而分布式能源供应系统无疑是解决问题的重要技 术之一。我国除了能源相对贫乏外,地区能源资源、经济发展不平衡,要在经济落后的西部地区 建立集中式电力供应,需要巨额投资,时间又长。而分布式能源系统可以借助西部天然气资源、 可再生能源丰富的优势,在短时间内以较小投资为西部地区的经济发展提供有力的支撑。而沿海 发达地区,由于能源产品需求多样化的趋势,与集中式供电相比,分布式能源系统也体现出了优 势 虽然,从目前能源产业的发展情况看,集中式供能是我国能源系统发展的主要方向,但从长 远看,构造一个集中式和分布式供能系统相结合的能源系统,增加电网的质量和可靠性,将成为 我国未来能源领域可持续发展的重要途径
