分布式能源期末复习用习题与答案

3、什么是分布式能源系统？
立足于现有能源——资源配置条件和成熟的技术组合，是不同领域新技术革命的整合，建立在信息通信技术、智能控制技术、先进的材料技术、灵活的制造工艺等新技术的基础上、具有低污染排放，灵活方便、高可靠性和高效率的能源生产系统。
4、什么是智能电网？
是电网的智能化，也称“电网2.0”，它以包括发电、输电、配电和用电各环节的电力系统为对象，建立在集成的、高速双向通信网络基础上，通过先进的传感和测量技术，先进的设备技术，先进的控制方法及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
•③按系统规模分类，有楼宇型、区域型、产业型和城市型分布式冷热电联产等。
组成：动力发电系统换热制冷系统蓄能系统信息控制系统辅助系统（燃料、消费等）
4、智能电网发展的优势和目标是什么？
智能电网通过不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机结合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统优化电力生产、输送和使用，达到电力网络经济、可靠、安全、环保运行的目标。
应用：高温气冷堆核电站中的燃气轮机
——工质为氦气，其化学稳定性好，传热性能好，而且诱生放射性小，停堆后能将余热安全带出，安全性能好。
（3）半闭式循环（semi-closed cycle）特点
——工质从大气环境进入系统
——一部分工质经历热力循环后又排出到大气环境（开式）
——另一部分再循环（闭式特点）
应用：双轴燃气轮机
•终了温度: : 80- -130
压缩过程
•作用：在密闭气缸内压缩混合气，为燃烧创造条件
•活塞运动: :从下止点向上止点，进气门和排气门都关闭
•曲轴转角: ~
•气门状态: :进、排气门均关闭
3、分布式能源系统的分类有哪些，并指明分布式能源系统的组成。
分布式能源系统的分类•分布式能源系统的核心及重要组成部分是分布式冷热电联产系统，其种类繁多。
•①按能源利用形式分类，有化石能源、可再生能源以及这两种能源互补的分布式冷热电联产系统；
•②按热机类型分类，有燃气轮机、内燃机、汽轮机、斯特林发动机，以及燃料电池等分布式冷热电联产；
（4）电力生产者和消费者合一，功率双向流动
（5）常采用洁净或可再生能源,例如以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电（光伏电池、光热发电）、风力发电、生物质能发电等
（6）运行方式灵活(孤岛运行islanding operation,并网运行parallel operation mode)
14、制冷剂
蒸汽压缩式循环采用的循环工质一般称为制冷剂，适用于制冷和热泵两种运行模式；它在系统的各个部件间循环流动以实现能量的转换和传递，达到制冷机向高温热源放热；从低温热源吸热，实现制冷的目的。
15、工质对
吸收式制冷与热泵循环中所采用的工质是两种沸点不同的物质组成的二元混合物，其中沸点低的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，通常称为：工质对。
2.内燃机的多缸性
·任何大功率输出的往复式活塞内燃机都拥有多个活塞-汽缸，一个发动机由若干个汽缸组成，它们都和同一个曲轴连接。
·采用多缸的原因：
一是一个单独的往复式活塞会产生极大的振动，当采用多个活塞-汽缸时，他们的往复式运动可以协调安排使得发动机变的越来越平衡；
二是工程师可以分单元的设计出一系列不同型号的内燃机，使用在一系列的分布式发电系统单元，在这些单元中，一个单独的内燃汽缸设计适用于4个、6个、8个和12个汽缸模型，制造出275-1100kW不同等级的功率。
·空气冷却便宜，因为水冷却需在内燃机内建立水袋和内部液体流动通道，液体冷却还需要泵和散热器。
·空气冷却效率低，只在小内燃机上才能良好运行，因为随着内燃机型号的增加，外表面区域（空气流过的区域）与内容积（热量所在之处）之比降低，冷却效果不好。（多数22.5kW以上的内燃机就用水冷却方式）。
7、内燃机的具体工作过程有哪些？
分布式能源习题与答案
一名词解释
1、什么是能源？
能量资源或能源资源，是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。是可产生各种能量（如热能、电能、光能和机械能等）或可做功的物质的统称。
2、什么是分布式能源？
是立足本地资源、平衡终端需求，局域性能源（点、热、冷）的产、储、配、控一体化的服务体系，包括太阳能、风能、海洋能、水能、地热能、煤石油天然气、生物质能、氢能等能源。
•常用的制冷剂-吸收剂工质对有：水-溴化锂溶液，氨-水溶液工质对
16、凝汽式汽轮机
凝汽式汽轮机指蒸汽在汽轮内膨胀做功以后，除小部分轴封漏气之外，全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机。
17、背压式汽轮机
背压式汽轮机排汽压力大于大气压力的汽轮机。
18、热电冷联产
热电冷联产（CCHP）基于能源梯级利用概念，将制冷、供热及发电过程一体化的联产系统，属于分布式能源。
3.支持电力市场化；
满足电能质量需要，提供多种的质量-价格方案；实现电网运营优化；抵御外界攻击。
5、分布式发电的特点有哪些？
•具有以下特点
（1）模块化、分散化，接近终端用户
（2）电源容量小（几十kW至几十MW，容量< 30- - 50MW）
（3）运行在380V或10kV或稍高的配电电压等级上(一般低于66kV)
10、燃料电池
燃料电池与其他电池的相似之处是都是通过化学反应将化学能转变为电能，不同之处则在于燃料电池是转换装置，而电池是能量储存装置。燃料电池是一种利用燃料和氧气之间的电
化学反应产生电力的装置。最常见的是氢氧燃料电池，但由于氢能大规模获取还有一些技术
屏障，因此，人们也在关注甲醇、乙醇、天然气等用于燃料电池。
热泵技术，是以消耗少量高品位能源为代价，把大量低温热能变为高温热能的技术。
热泵技术则是通过装置从自然环境（除上述外还包括余热、太阳能）中吸取热量，并把它输送到需要稳定较高的物体中去。
13、臭氧消耗潜能/温室效应指数
ODP- Ozone Depletion Potential臭氧消耗潜能以CFC-11的值1.000作基准，来表示制冷剂消耗大气臭氧分子潜能的程度,所有其他化合物ODP值代表相对于R11损耗臭氧的程度。GWP- Global Warming Potential温室效应指数是衡量制冷工质对气候变暖影响的指标值。当选用CFC-11的值作为基准值1.0时，称为HGWP。近年来人们将作用100年的CO 2作为基准，并将CO 2的温室效应潜能值订为1.0，称为GWP。样所有其他温室气体都有一个相对CO 2的值。GWP 100为描述气体100年寿命时对大气温室效应的影响。制冷剂的环保指标及主要替代品
•总体来说，智能电网的目标是提高电网运营的安全性、可靠性和经济性，降低用户的电费支出，并提高能源利用效率，实现节能减排。•智能电网技术的发展，与分布式能源系统的进步相辅相成，在未来能源产业的发展上，分布式能源和智能电网缺一不可。
1.鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费；
2.最大限度兼容各类分布式发电和储能；
3.采用液体冷却或空气冷却
·往复式内燃机需要被冷却，一是因为缸内燃烧未控制住的热量将熔化许多零部件，损坏其他装置；二是因为冷却可以提高卡诺循环效率；
·内燃机内部的润滑油除了作为支撑和运动表面的润滑剂外，还起到冷却汽缸的作用（约15%-20%）；
·内燃机可用空气外部冷却方法，也可用液体内部冷却，液体从发动机挡板处注到一个液体-空气热量交换器（散热器）。
•四行程内燃机工作原理——因为发电用内燃机多为四行程内燃机
•四行程单缸内燃机运转是按进气、压缩、做功和排气的顺序不断循环反复的工作
进气过程
•作用：吸入新鲜混合气
•活塞运动: :从上止点向下止点，排气门排气门关闭
•终了压力: : 75- - 90 kPa
·通常，一个特定的发送机是设计运行某种特定燃料的，也可能会有第二种备用燃料。
·分布式发电内燃机的燃料类型主要是化石燃料，最普遍应用的是柴油燃料和天然气。因为汽油太昂贵。
·不同的燃料有不同的燃烧性质和效果，不同的点火方式也适用于不同的燃料。火花点燃式内燃机最适用的燃料是汽油和天然气，柴油等则更适用于压燃式点火方法。
9、回热循环/间冷循环/再热循环
（1）回热循环：利用燃气轮机的高温排气来加热压气机出口的空气，可以提高进入燃气室的空气温度，同时也降低了乏汽的排气温度，提高了平均吸热温度，提高了循环热效率。
（2）间冷循环：在低压压气机与高压压气机之间加一个间冷器，采用分段冷却，逐级加压的方法，以此降低压气机耗功。
（3）再热循环：在高压涡轮HT与低压涡轮LT之间增设一个再热燃烧室，气体膨胀后温度降低，将其抽出来进行补燃加热，使温度再次升高后再做功，实现燃气在燃气轮机中的分级膨胀，增加了涡轮的膨胀功。
22、能的品味
能的品位即单位能量所具有可用能的比例，是标识能的质量的重要指标。温度越高，热能的品位越高，相反，品位越低。
二问答题
1、能源的常见分类有哪几种（列出三种即可）？
2、什么是分布式能源系统，其本质和具体体现有哪些？
分布式能源系统——是立足于现有能源-资源配置条件和成熟的技术组合，是不同领域新技术革命的整合，建立在信息通信技术、智能控制技术、先进的材料技术、灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染排放，灵活方便，高可靠性和高效率的能量生产系统。•分布式能源系统的本质就是根据用户对各种能源的不同需求，按照“分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用”的功能方式，尽力扩大资源和温度利用空间，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效能与效率的最大化，提高供电安全性、可靠性，为用户提供更多选择，促进电力市场的健康发展。
8、开式循环燃气轮机/闭式循环燃气轮机/半闭式循环燃气轮机
（1）开式循环（open cycle)特点
——工质由大气进入燃机，再排入大气:
——结构最简单，紧凑轻巧，启动快
——少用或不用冷却水