分布式能源分析与研究.doc

分布式能源分析与研究分布式能源系统分析与研究颜俏11223056戴俏波11223064张濒峻11223088（北京交通大学，北京市海淀区上园村三号100044）摘要：集中式与分布式有机结合是21世纪能源工业重要发展方向，新的能源系统将可 能影响到人类的生活方式和社会发展的进程本文简单介绍了分布式能源系统概念、主要 技术及主要优、缺点，综述了分布式能源系统的国内外发展及应用情况，详细分析了其发 展应用中存在的主要问题，提出分布式能源系统的未来发展方向通过此次研究性教学， 我们大致了解了能源专业领域所涉及的前沿科技，促进我们理论知识的学习，同时奠定一 定的实践基础关键词：分布式能源系统；优缺点；发展及应用；存在的问题分布式能源系统或分布式供电是相对于传统的集中式供电方式而言的，它将发电系统以 小规模、分散式的方式布置在用户附近新一•代能源系统具有如下主要特征：燃料多元 化；设备小型化；冷热Fli联供与多联产；网络化；智能化控制和信息化管理；环境友好一、 分布式能源系统简介分布式能源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，是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以 资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况 进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供 能的分散式供能方式。

二、 分布式能源的优点和缺点由于大电厂加大电网将会长期存在，因此有必要将其与 分布式能源系统作一比较；而对分布式能源系统优缺点的分析，可以帮助我们更好地理解 集中与分散式能源系统各自的优劣势和适用范围1、优点分布式能源系统的最主要的优点是用在冷热电联产中联产符合吴仲华先生提出的总能 系统的“温度对曰、梯级利用”的准则，会得到很好的能源利用率，具有很大的发展前 景但是热，尤其是冷，不像电能那样可以较长距离有效地输送所以，除非事先特殊设 计、安排好，否则，难以达到输送冷、热能的日的因为大电厂设址有其自身的要求，一 般来说，附近难以有足够大量的、合适的冷、热能用户，无法进行有效的联产分布式能 源系统却正好相反，按需就近设置，可以尽可能与用户配合好，也没右远距离输送冷、热 能的问题，大电网的输电损失问题也不存在了所以，虽然分布式能源系统纯动力装置本 身效率低、价钱贵，但可以充分发挥其联产的优点，体现出它的优越之处为了保证使用 单位的各种二次能源能够充分供应，分布式能源系统还可以让使用单位木身有较大的调 节、控制与保证能力，这也是一个很重要的优点2、缺点分布式能源系统的主要不足在于，由于它是分散供能，单机功率很小，比起最大电厂单 机功率有百万kW以上、单厂功率近千万kW而言，发电效率显然比不上后者c这是因为现 有动力设备都是机组越大，效率越高。

40 Jj kW的、以燃气轮机为主的联合循环装置效率 比40 kW |n|热燃气轮机的效率要高1倍麻雀虽小，五脏俱全”，因此大机组单位功率 的售价相比小机组要低得多，相差近几倍大机组集中在一起，有专门高级技工运行维 护，安全性、工作寿命都应该更有保证所以，要对纯发电成本和单位kW初投资作比 较，分布式能源系统的经费投入肯定要大大高于现在的大电力系统另外，分布式能源系 统对当地使用单位的技术要求要比简单使用大电网供电来得高，要有相应的技术人员与适 合的文化环境三、国内外发展应用现状及存在的问题1. 分布式能源系统在我国（1）发展进程我国非常重视热电联事业的健康发展，2010年国家能源局指出，到2015年我国拟建设 1000个天然气分布式能源项日；到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系 统，并拟建10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域目前，我国天然气供应日趋 增加，智能电网建设步伐加快，专业化服务公司方兴未艾，天然气分布式能源在我国巳具 大规模发展的条件2）应用现状我国幅员辽阔，各地区情况迥异，且对分布式能源系统的研究应用起步较晚，1=1前还处 在探索、试点阶段据不完全统计，kl前我国分布式能源站总装机容量约500X 104kW,其 在我国分布情况见表1。

表1各地区分布式能源站装机容量kW地区已投产即将投产上海市0.90 X1041.11X104北京市90.41 X10491.43 X104「东省216.33X104225.09 X104四川省10.68 X10413.20 X104其他地区152.00 X104164.50 X104此外，以下是我国几个典型的分布式能源项目:a）上海浦东机场冷负荷：一期 82802 kW,二期 19120 k肌 热负荷：一•期 60845 kW,二期 14628 kW.分 布式能源有待提高b） 清华大学节能楼清华大学节能楼分布式能源系统采用燃气内燃机发电机组、吸收式热泵该系统在热电 模式下具有节能优势，在冷电模式下的节能性有待提高c） 北京南站北京南站主要功能建筑面积约22X104 m2,最大冷、热负荷分别为12. 4、12.0MW分 布式能源系统由2台1. 6MW燃气内燃机发电机组、2台补燃型溟化锂吸收式热水机组承 担，供冷能力为3.24MW,供热能力为4.44MW,不足部分由污水源热泵承担污水源热泵 的供冷能力为9. 16MW，供热能力为7.56MW对于冬季工况，在不同发电功率下，分布式 能源系统的能源利用效率均在90%以上。

d） 2008年奥运会主场馆鸟巢的分布式供能系统方案实现了传统能源与可再生能源的联合使用，追求国际领先水 平，实现了多能源输入与多能源输出，多种能源互补，能量阶梯利用，完成了能源系统与 建筑功能的有机结合3）存在的问题日前我国分布式能源系统在技术上主要存在发电效率低、余热利用率低、机组容量配置 过大、电力并网运行苦难等现象装机容量偏高导致在tl前不允许并网运行的情况下，发 电机组无法经济运行，机组运行调节策略难以实现对于天然气分布式能源系统的认识不清有些人将天然气分布式能源系统简单等同于小 火电而加以排斥，还有些人则以为这种技术是先进、高效的而盲目加以推广这两种情况 都会直•接或间接地影响分布式能源系统的发展缺乏可操作的法律、法规由于夭然气分布式能源系统对于中国的很多地区还是一件新 鲜事物，因此电力并网、环保、消防方面的法律法规需要进行调整，有的其至还需要重新 制定没有理顺分布式能源系统与电网之间的关系，电力部门出于自身利益对这项技术有一定 的排斥，导致分布式能源系统发电难以并网运行2. 分布式能源系统在国外（1）发展进程自从30年前的能源危机发生以来全世界能源领域一直都在关注未来能源发展的走向和 策略，实现能源环境和经济的协调发展已成为世界能源建设追求的日标。

2003年8月接连发生的美国、加拿大和英国等国的大面积停电事故，为当前的电力生产利供应模式进-•步 提出警示和要求，因而发展分布式能源系统的推动力越来越大在大电站建设周期长、投 资高、环境污染严重的情况下，鼓励建设洁净，容量小，现场型热、电、冷联产装置，无 疑是一种良好的选择分布式能源系统1978年美国公共事业管理政策法公布后先在美国推广，然后被其它先 进国家接受因其具有良好的环保性能，分布式能源系统与以往的“小机组”概念不同， 与大电网配合，分布式能源系统可大大地提高供电可箱性，可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，维持重要用户的供电加拿大魁北克省1997年冰 雪灾害对输配电线路造成灾难性破坏，引起大面积停电许多重要用户长期不能恢复供电 如果能有与电网配合的分布式能源系统在运转供电可靠性将会大大地提高一些灾难性后果 是可以避免的2）应用现状a） 美国能源部CCIIP纲领美国能源部1999年提出：“CCIIP”创意、“CCIIP2020年纲领”，2005年提出建立200 个示范工程，并相继提出一些列应用指标成功范例如华盛顿水门饭店b） 日本发展计划1994年日本政府制定了 “新能源计划”，重点研究太阳能发电技术、大面积开发单机容 量500kW的风力机组及集合型风力机组群技术。

成功范例如东京新宿区冷热电系统四、总结西方发达国家能源产业的发展过程，经历了从分布式供能到集中式供能，又到两者结合 供能的演变造成这种现象不仅仅是由于生活水平提高的需求，而且也是集中式供能方式 所存在的缺陷所致随着社会的发展，预测我国能源产业也将面临类似的问题，因此，虽 然从日前能源产业的发展情况来看，集中式供能是我国能源系统发展的主要方向，但从长 远看，构造一个集中式供能与分布式供能相结合的合理能源系统，提高电网的质量和可靠 性，将为我国能源产业的可持续发展打下坚实的基础参考文献【1】亓树官.分布式能源系统热力学分析[J].山东：临沂天业建筑设计有限公 司,2011【2】徐建中，随军，金红光.分布式能源系统现状及趋势[J]. 2012【3】冉鹏,张树芳，郭江龙,毛宁.分布式能源系统的研究现状与应用前景[J].河北： 华北电力大学,2005L4］王成山，王守相.分布式发电供能系统若干问题研究［J］.电力系统自动化2008(20)。