分布式能源系统及其运行特性分析
分布式能源方案
分布式能源方案引言在当前全球能源紧缺和环境污染问题日益严重的情况下，人们对可再生能源及其利用方式的需求越来越迫切。
分布式能源方案作为一种新型的能源供应模式，受到了广泛关注。
本文将介绍分布式能源的概念和特点，并分析其在能源生产和供应方面的优势，以及面临的挑战和解决方案。
分布式能源的概念和特点分布式能源是指将能源产生和供应网络分散到用户附近的小型能源系统。
与传统的中央化能源系统相比，分布式能源具有以下几个特点：1.灵活性：分布式能源系统的设计可以根据用户的需求进行调整和优化，提供个性化的能源解决方案。
2.可靠性：分布式能源系统通过网络连接多个能源生成单元，即使某一单元发生故障，其他单元仍可继续供应能源，提高了系统的可靠性。
3.可持续性：分布式能源主要采用可再生能源，如太阳能和风能，减少对传统化石能源的依赖，有利于环境保护和可持续发展。
4.节能效果：由于能源产生和供应距离用户更近，减少了能源传输和损耗，提高了能源利用效率。
分布式能源在能源生产方面的优势分布式能源方案在能源生产方面具有以下优势：1. 增加能源供应的稳定性分布式能源系统通过连接多个能源生成单元，如太阳能电池板和风力涡轮机，使能源的产生更稳定。
当某一能源单元发生故障或天气条件不好时，其他能源单元可以弥补能源供应的缺口，保证能源供应的稳定性。
2. 减少能源传输损耗传统的中央化能源系统需要将能源从产生地传输到用户地，存在能源传输损耗问题。
而分布式能源系统将能源产生和供应网络分散到用户附近，减少了长距离传输，从而减少能源损耗。
3. 提高能源利用效率分布式能源系统可以根据用户的需求进行灵活调整和优化，以适应不同的能源使用场景。
与传统中央化能源系统相比，分布式能源系统更容易实现能源的精确匹配，减少能源的浪费，提高能源利用效率。
分布式能源在能源供应方面的优势分布式能源方案在能源供应方面具有以下优势：1. 提供个性化的能源解决方案分布式能源系统可以根据用户的需求和地理位置的特点，提供个性化的能源解决方案。
分布式能源系统的可行性和经济性分析
分布式能源系统的可行性和经济性分析一、引言分布式能源系统是一种采用分散的、小型化的能源设备进行能源生产与供应的系统，具有节能、高效、环保等特点。
本文将对分布式能源系统的可行性和经济性进行详细分析。
二、分布式能源系统的可行性分析1. 可持续能源来源分布式能源系统采用可再生能源作为能源来源，如太阳能、风能等。
这些能源来源广泛，不会因为资源的枯竭而中断供应，具有可持续性。
2. 供应安全性分布式能源系统将能源的生产与供应分散到不同的地点，降低了整个能源系统在某一地点发生故障时影响的范围。
这种分散性使得能源供应更加稳定和可靠。
3. 应对气候变化分布式能源系统使用可再生能源，减少了对传统化石能源的依赖。
这有助于减少温室气体的排放，应对气候变化。
三、分布式能源系统的经济性分析1. 资本投入分布式能源系统相比传统的中央化能源系统，需要较高的资本投入。
但随着技术的不断进步和规模的扩大，分布式能源系统的建设成本逐渐降低，预计在未来会更加经济。
2. 运维成本分布式能源系统的运维成本相对较低。
由于系统规模较小，维护和管理相对简单，无需大量的人力和物力投入，因此运维成本较低。
3. 节能效益分布式能源系统在能源生产和供应的过程中，能够减少能源的传输和损耗。
与传统的中央化能源系统相比，节能效益显著，可以降低能源成本。
4. 成本回收分布式能源系统可以通过与电网进行双向输电，将多余的能源卖给电网，并获得收益。
这有助于降低系统建设成本，并实现成本回收。
四、总结分布式能源系统具备可行性和经济性。
它采用可再生能源作为能源来源，具有可持续性；分散的能源设备增强了供应的安全性；采用分布式能源系统可以应对气候变化。
在经济性方面，虽然建设成本较高，但运维成本较低、节能效益明显，并且可以通过成本回收实现经济效益。
随着技术的进一步发展，分布式能源系统的经济性将进一步提升。
因此，分布式能源系统在未来将具备较大的发展潜力。
五、参考文献[1] Chiara, N., Castagnetti, D., & Fattori, F. (2017). Asset management for distributed energy systems: Traceability and evidences. Energy, 141, 184-199.[2] Jöhr, S., Stünzi, M., & Vieira Alves, A. (2019). A fully decentralized hybrid AC/DC microgrid to increase the share of renewable energy sources. Applied energy, 240, 963-975.[3] Su, Y., Zeng, P., & Zhao, H. (2020). Optimal investment timing and capacity of behind-the-meter distributed energy storage system considering the long-term technology learning effect. Applied Energy, 261, 114331.。
分布式能源系统的运营与管理
分布式能源系统的运营与管理随着社会的发展，能源的需求量不断增长，但石化能源产生的CO2排放等问题也越来越严峻，因此对于可再生的分布式能源的需求也越来越大。
分布式能源系统是一种绿色的能源系统，不仅可以降低污染，还可以提高能源的利用效率。
在这篇文章中，我们将一起了解分布式能源系统的运营与管理。
一、什么是分布式能源系统分布式能源系统是一种由多个小容量的、分散的源头组成的系统，包括了太阳能、风能、生物质能等多种清洁可再生的能源，是一个可以进行可持续能源转化、储存、控制和管理的综合性系统。
该系统不仅能够实现对清洁能源的可持续利用，还可以实现针对可再生能源时空分布的变化及负载的不同变化的灵活管理。
二、分布式能源系统的运营流程1、能源的产生分布式能源系统中的能源产生有多个源头，包括太阳能、风能、生物质能等，不同的能源源头需要不同的设备和技术支持来实现。
2、能源的储存随着分布式能源系统中的能源不断产生，需要对其进行储存以供后续使用。
储存方式包括电池储能和储气罐储能等，通过对不同的储存方式和设备的应用，在能源的储存方面也可以实现高效储能，提升整体利用效率。
3、能源的转化在能源的转化方面，指的是将分布式系统中不同的能源进行有效地转化，以使其可以为不同的用途服务。
例如，将太阳能转化为电能，利用风力来驱动水泵或发电机等等。
4、能源的传输当能源被转化后，需要将其传输到需要的地方。
分布式能源系统中的能源传输一般是通过电缆来实现的。
这需要安装高质量的电缆，以保证能源的稳定传输。
5、能源的使用分布式能源系统中的能源最终要被使用。
使用方式可以是针对家庭、企业或公共设施等不同的需求。
三、分布式能源系统的管理1、能源的负载管理在分布式能源系统中，能源的负载管理非常重要，因为能源的需求和使用在不同的时间和地点会有所不同。
因此，需要根据实际需求来合理分配能源，避免出现一些资源的浪费。
2、能源的调度管理分布式能源系统中的能源分布广泛，需要进行统一的调度管理。
电力系统中的分布式能源管理
电力系统中的分布式能源管理近年来，随着能源危机和环境污染问题不断加剧，分布式能源逐渐成为电力系统领域的重要研究方向。
分布式能源是指分散地分布在电力系统中的小型能源装置，如太阳能光伏发电系统、风力发电系统和燃料电池等。
分布式能源具有可再生、低碳、高效等优势，可以实现对传统电力系统的补充和优化。
分布式能源管理是指如何合理调度分布式能源的产生和消耗，以实现对电力系统的有效管理。
在传统的中央调度下，电力系统的发电和消耗是集中控制的，分布式能源管理则要求将这些决策权下放到更底层的分布式能源装置中，以实现更加灵活和高效的能源利用。
一、分布式能源的特点分布式能源有以下几个典型的特点。
1.离网自主运行：分布式能源装置可以独立运行，不依赖传统的电网供电。
这意味着即使在电力系统遭受破坏或供电不稳定的情况下，分布式能源装置仍然能够提供可靠的电力供应。
2.能量转化效率高：分布式能源装置能够将自然界的能量转化为电能的效率较高。
例如，太阳能光伏发电系统可以将太阳能转化为电能，而风力发电系统可以将风能转化为电能。
这不仅减少了能量的浪费，还提高了电力系统的整体效率。
3.可再生能源利用：分布式能源主要依赖于可再生能源的利用，如太阳能、风能和水能等。
相比传统的化石能源，可再生能源更加环保和可持续，可以有效减少温室气体的排放，降低对环境的破坏。
二、分布式能源管理的挑战尽管分布式能源具有许多优势，但其管理也面临着一些挑战。
1.多样化的能源类型：分布式能源的种类繁多，包括太阳能、风能、水能和地热能等。
这些能源类型的特性和产生方式均不相同，因此需要针对不同能源类型的特点进行不同的管理策略。
2.不确定性：与传统的集中式发电不同，分布式能源的产生具有较大的不确定性。
由于天气、季节和地理位置等因素的影响，分布式能源的产量可能存在较大波动，这给能源管理带来了一定的不确定性。
3.协调与平衡：在管理分布式能源时，需要协调各个分布式能源装置之间的运行，以实现整个电力系统的平衡。
分布式能源系统
3.3 中国分布式发电产业前景展望
截止2014年底全国天然气分布式能源项目总装机容量约 3.8GW，而政府规划到 2020年天然气分布式能源总装机容量达50GW， 缺口约为45GW，目前天然气
分布式能源项目投资单价约500万元/MW， 因此2016到2020年间天然气分布式
能源项目总投资规模达2250亿元。国务院发展研究中心资源与环境政策研究所 编写的《中国气体清洁能源发展报告2015》预计到2020年中国天然气消费量可 达4000亿立方米，在一次能源消费中的占比达到10%以上。其中，城市燃气为 1040亿立方米（占26%），工业燃料用料1560 亿立方米（占39%），发电用 气为920亿立方米（占23%），化工用气为480亿立方米（占20%）。假设发电 用气920亿方中60%为天然气分布式项目且天然气机组年用气量为200万方/MW， 则 2020年天然气分布式能源的装机容量为27.6GW。假设天然气分布式能源项 目投资单价约500万元/MW，2020年间天然气分布式能源的预计投资为 1190亿 元，发展前景非常乐观。
2.2 美国分布式发电产业现状
分布式能源技术起源于美国。美国是世界上开发新能源和可再生分布式能源发 电最多的国家，也是全球绝大多数的商用分布式电源设备的主要提供商。1978 年美国开始发展小型热电联产 , 并且逐步走向冷热电联供。截止到2010年，美 国分布式能源站6000 多座，总装机达到9200万kW，占全国发电量14%。美国 分布式能源项目又以天然气分布式为主，以天然气为原料的热电联产装机容量 占热电联产总装机容量的 73%。美国政府为了增加分布式能源站的开发利用， 为其设置了投 资税减免、审批简化、支持并网等扶持政策，并于1999年提出了 《分布式能源创意》和《分布式能源2020年纲领》，明确提出力争到2020年实 现50%的新建商用建筑和15%的现有商用建筑采用“分布式热电联产”。
分布式能源系统介绍
分布式能源系统介绍分布式能源系统是一种能够在小范围内产生、转换、存储、分配和管理能源的系统。
它利用分散的能源资源，将能源产生和消耗相结合，实现能源的高效利用和可持续发展。
分布式能源系统与传统的集中式能源系统相比，具有更好的灵活性、可靠性、可持续性和环境友好性。
首先是能源产生。
分布式能源系统可以利用多种能源资源进行能源产生，如太阳能、风能、水能和生物能。
这些能源资源广泛分布于各个地区，可以充分利用当地的资源优势。
例如，利用太阳能光伏发电系统可以直接将太阳能转化为电能，而无需传输电能，不仅节约能源，还可以减少能源的损耗和环境污染。
其次是能源转换。
分布式能源系统将能源从一种形式转化为另一种形式，以适应不同的能源需求。
例如，将太阳能转化为电能，或者将生物能转化为液体燃料等。
能源转换可以实现能源的多样化利用，增加能源的可持续性和可靠性。
第三是能源储存。
分布式能源系统通过能源储存技术将多余的能源存储起来，以便在需要时使用。
能源储存可以解决能源供需不平衡的问题，提高能源系统的灵活性和可靠性。
例如，利用电池技术可以将太阳能发电系统产生的电能储存起来，以备不时之需。
第四是能源分配。
分布式能源系统将产生的能源分配给需要的地方，并保证能源的稳定供应。
能源分配可以通过能源网络、智能电网和能源交易市场等方式进行。
例如，利用微网技术可以将太阳能发电系统产生的电能分配给附近的用户，从而实现电能的局部供应和需求平衡。
最后是能源管理。
分布式能源系统通过能源管理技术对能源进行监测、控制和优化，以实现能源的高效利用和减少能源的浪费。
能源管理可以通过智能电表、能源监测系统和能源管理软件等进行。
例如，利用智能电表可以实时监测电能的使用情况，根据需要进行调整，以减少能源的浪费。
总之，分布式能源系统是一种灵活、可靠、可持续和环境友好的能源系统。
它能够利用分散的能源资源，满足不同地区和不同用户的能源需求，同时减少能源的损耗和环境污染，促进能源的可持续发展。
分布式能源系统
4.分布式能源影响经济性的因素
供能价格因素
提高冷、热价也会增加系统投资收益，提高系统的运行经济性，发电效率越高的 系统，其年收入中的供电收入所占的比例也越大。 图 4-3 为典型情况下热价对不同系统投资 回收期的影响，由于内燃机的联供供热量 小于微燃机的，因此，热价对其的影响也 小，当热价从20元/ GJ 增加到45元/ GJ时， 内燃机投资回收期从17.23 a降到9.05a ， 微 燃 机 的 投 资 回 收 期 则 从 19.71a 降 到 8.87a ，下降幅度大于内燃机，这是由于 微燃机联供供热量较大，热价提高，有利 于供热收入的增加，同时小燃机的投资回 收期也下降。
目录
1 2 3 4 5
主要内容
分布式能源系统简介
分布式能源发展政策与挑战 分布式能源综合利用 分布式能源影响经济性的因素 分布式能源系统案例分享
3.分布式能源综合利用
系统形式
采用燃气轮机，为充分利用烟气余热和烟气中的含氧量，宜采用：
1）燃气轮机+补燃型吸收式冷暖机（直燃机）；
2）燃气轮机+余热吸收式冷暖机（直燃机）+电制冷机+燃气锅炉； 3）燃气轮机+余热锅炉+蒸汽型吸收式制冷机+电制冷机+汽水换热装
蓄冷设备 蓄热设备
辅助设备
燃气锅炉 电制冷机
热泵
1. 分布式能源系统简介
三联供运行模式 以需定热
以热定电 全自动管理系统 余电制热 满足自用 能量无外输 动态平衡 不向外供
探索最合理的能源综合平衡模式，符合国内大部分应用条件
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分布式能源系统简介
分布式能源发展政策与挑战 分布式能源综合利用 分布式能源影响经济性的因素 分布式能源系统案例分享
分布式能源系统的经济性和可靠性分析
分布式能源系统的经济性和可靠性分析第一章介绍分布式能源系统的概念和背景随着能源需求增长和气候变化的压力，人们越来越关注低碳经济和可持续性发展。
分布式能源系统被认为是一种可行的方案，它利用自然资源来供应能源需要，同时降低对传统能源的依赖性。
分布式能源系统是指由多个小型能源设施组成的能源系统，这些设施可以独立或协调运行。
分布式能源系统可以利用太阳能，风能，水能等可再生资源来产生电力。
此外，分布式能源系统还可以与传统燃料发电站相结合，形成混合能源系统。
第二章分布式能源系统的经济性分析分布式能源系统的经济性可以从两个方面来考虑：一是设备成本，二是运营成本。
在这两个方面中，设备成本可占据较大比例，因此我们主要围绕设备成本和它的影响因素进行分析。
1. 设备成本分布式能源系统的设备成本可以分为以下几个方面：太阳能板、风力涡轮发电机、储能设施和控制系统等。
太阳能板是分布式太阳能系统的核心设备，也是成本最高的设备之一。
其价格的高低与其制造工艺、材质和效率有关。
此外，采用高效率的组件也会影响成本。
除了太阳能板，储能设施也是分布式能源系统中重要的设备之一。
目前市场上常见的储能设备包括蓄电池、超级电容器和氢能储存技术等。
储能设备的价格受其容量和材料的影响。
对于小型的分布式能源系统，蓄电池是最为常用的储能设备。
控制系统也是分布式能源系统中不可或缺的一部分。
它主要用于协调和控制多个发电机单元之间的能量流动。
而其价格的高低则取决于其技术复杂程度和功能。
2. 影响经济性的因素虽然分布式能源系统可以有效降低能源开支，但是其经济性仍然受到很多因素的影响。
主要的影响因素包括以下几个方面：（1）技术创新[CS1]随着太阳能板、储能设备和控制系统的技术创新和进步，可以预期设备成本将显着下降，从而有利于分布式能源系统的经济性。
（2）电力市场的改革电力市场的改革可以降低能源价格，提高分布式能源系统的经济性。
同时，透明度更高、市场规范的市场也可以吸引更多的投资者，促进分布式能源系统的发展。
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建筑物需求严重不匹配；二是在运行阶段，无法对 建筑负荷进行准确预测，也缺少智能化的优化控 制模型和运行管理工具，系统运行策略及运行模 式不能随实际运行工况的变化而调整，造成分布 式能源系统在实际运行中能源供应与实际负荷需 求严重失调．目前也有很多研究致力于分布式能 源系统的优化，ＭＡＮＯＬＡＳ等采用遗传算法研究 了燃气轮机ＣＨＰ系统的运行策略优化¨Ｊ． ＦＡＲＧＨＡＬ等采用广义网络规划法，ｄｅＬ ＭＵＳＧＲＯＶＥ等采用线性规划法研究了带辅助锅 炉与蒸汽轮机的ＣＨＰ系统的运行策略优化一’ｌ ０｜． ＺＨＡＯ等以运行费用为线性优化目标，对集成蓄 热水箱的ＣＨＰ系统建立了热动力学非线性模型， 研究了系统的运行策略优化ｕ１｜．刘源祥等考虑设 备性能的非线性化变化，以年度费用为优化目标， 对燃气轮机ＣＣＨＰ系统的设备配置方案进行优 化［１引．李赞等以最小运行费用、最少设备数量和 最大实际运行部分负荷率为三级优化目标，在非 线性约束线性化后，采用分枝定界法，结合单纯形 法研究了燃气内燃机ＣＣＨＰ系统的设备配置优 化‘１３，１４Ｊ．
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图１电力系统示意
系统中导人了一台２００ ｋｗ的燃料电池，一 台１６０ ｋＷ的燃气内燃机，以及容量为１５３．３ ｋＷ 的太阳能光伏发电系统．通过其发电来供应学术 研究都市的电力需求．当燃料电池、燃气内燃机和
万方数据
刘青荣，等：分布式能源系统及其运行特性分析
４２９
太阳光伏发电系统的发电量不足以满足电力需 求时，可从电网上购买电力．
邮票 ⑩薰～
１７／４６．５℃
１５℃
图２燃料电池和燃气内燃机余热回收利用系统
２．２主要设备
天然气热电联产发电设备性能参数如表１所 示．天然气热电联产系统的运行原则是追随电需 求运行，并且以燃料电池为优先运行．具体来讲， 燃料电池除了设备检修、设备更换或国定假日外， ２４ ｈ全年运行，而燃气内燃机则主要在热量需求 较大的供暖和制冷季节以平日的８：００－２２：００共 １４ ｈ运行．余热利用设备有两台余热回收型冷温 水机，容量分别为２００ＵＳＲＴ和６００ＵＳＲＴ，８０ ｍ’生 活热水蓄热槽和３４９ ｋＷ的供暖用热交换器．另
ｃｏｍ．
基金项目：上海市地方院校能力建设项目（０８１６０５１２４００）；上海电力学院科研基金项目（Ｋ２００９０８）．
万方数据
上海电力学院学报
２００９矩
商业和住宅等民生部门中的应用也受到了很大的 关注．
本文首先介绍了分布式能源系统在世界范围 内的应用，并以一个设置在日本某学术研究都市 的集太阳能光伏发电、燃料电池和燃气内燃机的 分布式能源系统为例，对其所采用的发电技术和 余热利用系统进行简要介绍．此外，汇总了２００１ —２００９年的运行数据，并从发电量、发电效率、余 热利用率和综合能源利用效率等方面出发，分析 了系统的运行特性．
ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ； ２．＆ｈｏｏｌ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｏｎｓｙｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： ｎｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｅｘｈａｕｓｔ ｈｅａｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐａｒｋ ｉｎ Ｊａｐａｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ
热（冷）电联产是实现能源梯级利用的高效 能源利用形式，它可将发电之后的低品位热能用 于制冷供热，以实现能源梯级利用，提高能源的综
合利用效率．发展热（冷）电联产是节约能源、保 护环境的有效措施之一，符合国家能源环保政策， 是国家鼓励发展的产业．近年来热（冷）电联产在
收稿日期：２００９—０７—０６ 作者简介：刘青荣（１９７６一），女，博士，讲师，山东招远人．主要研究方向为分布式能源系统．Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｑｒ０３２０＠ｓｉｎａ．
分析以上研究发现，多数研究都为理论性研 究，而对于实际分布式能源系统的运行特性分析 较少，缺乏实际运行数据作为理论研究的根据．因 此，本文从实例出发，分析历年的运行数据，为分 布式能源的研究提供实例支持．
２ 系统构成
２．１发电和余热利用系统
分布式能源系统的电力简图如图１所示．
圈（２００··叁Ｌ 并
网
３历年运行数据
３．１发电及电力消费状况
自能源中心分布式系统于２００１年开始运行 至２００７年的各发电设备的发电量和购买电力状 况如图４所示．
因学术研究都市的利用人数和学校实验室的 实验设备逐年增加，总电力消费量逐年增加．２００７ 年的电力消费量约为２００１年的１．８倍．由于分布 式发电设备容量保持不变，从电网购买的电力所 占比重也逐年增加．历年的电力消费中的购买电 力均占到５０％以上．其中２００７年的燃料电池、燃 气内燃机、太阳能光伏发电以及购买电力占整个 电力消费的百分比分别为２７．６％，８．２％，２．５％， ６１．７％．可见运行时间最长的燃料电池的发电量 较大，燃气内燃机次之，而太阳能光伏发电只提供 了极小一部分电能．
学术研究都市的电力，制冷／供暖和生活热水 供应网络如图３所示．
万方数据
４３０
上海电力学院学报
２００９年
嚣 寸嚣电池板模块数 材 料
容量／ｋｗ
电池板模／ｍｍ块尺２
设计方位 设置／（ｏＮｆ）ｅ＇－ｔ角电訾效
日内燃机
一太阳｛ 咆光１ 大型 乏电
鋈 羹 鋈 羹 ·口购买‘乜力
图鋈鋈
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图４历年发电量及电力消费状况
外，在能源中心还配备备用锅炉和电制冷机． 太阳能光伏发电系统的详细参数见表２． 太阳能光伏发电系统分为两部分：一是设置
在屋顶架台上的１３２．２４ ｋＷ多晶硅太阳能电池， 由９１２块功率为１４５ Ｗ的电池板模块组成；二是 水平设置在屋檐上的２１．０６ ｋＷ单晶硅太阳能电 池，由１５６块功率为１３５ Ｗ的电池板模块组成．多 晶硅太阳能电池板的设置方位角为南向，设置倾斜 角为当地太阳能光伏发电的最佳倾斜角１９．４ ｏ．
第２５卷第５期 ２００９年１０月
上海电 力 学院学报
ｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｈｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ
文章编号：１００６－４７２９（２００９）０５一０４２７一０６
Ｖ０１．２５．Ｎｏ．５ Ｏｃｔ． ２伽１９
分布式能源系统及其运行特性分析
刘青荣１，阮应君２，朱群志１，任建兴１
１ 分布式能源系统的应用及分析
分布式能源系统已在世界范围内得到广泛应 用．在美国，已有６ ０００多座分布式能源系统 （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＤＥＳ），仅大学校园就 有２００多座．在日本，ＤＥＳ是仅次于燃气、电力的 第三大公用事业，到２００７年底已建成ＤＥＳ共 ７ ５３９座，广泛应用于医院、办公楼、宾馆及其他综 合设施．在欧洲，丹麦、芬兰和荷兰等国，ＤＥＳ发电 量都已超过总发电量的３０％，澳大利亚、德国、葡 萄牙和意大利等国，ＤＥＳ也都占较大的比例．此 外，家用和商用的微型热电联供系统得到了长足 的发展．在日本，容量为１ ｋＷ级的内燃机热电联 供系统已经投入市场，主要用于单体别墅的住宅 用电、热水及冬季的地板采暖．１ ｋＷ级的燃料电 池热电联供系统也在政府的支持下实现了大规模 的实际应用验证，根据实际运行数据，燃料电池热 电联供可比传统的能源系统节约２０．１％的一次 能源，ＣＯ：减排率可达到３３．５％…．按照计划，ｌ ｋｗ级的固体高分子燃料电池将于２００９年进入 市场拉】：在我国，如上海黄浦区中心医院、上海浦 东国际机场能源中心和上海闵行中心医院的冷热 电三联供也已经投人使用．许多专家都指出，在面 临严峻的能源紧张和环境污染的形势下，ＤＥＳ将 是我国未来２０年能源技术发展的主要方向之一， 建设以楼宇ＤＥＳ为核心的第二代城市能源供应 系统已成为当务之急旧圳．
ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ．Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｆｕｅｌ ｃｅｉｌｓ ｈａｖｅ ｌｏｗ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｎｏ—ｉｄｅａｌ ｅｘｈａｕｓｔ ｈｅａｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ．Ａｓ ｆｏｒ ｇａｓ ｅｎｇｉｎｅ，ｉｔｓ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｃｌｏｓｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｒａｔｅｄ ｖａｌｕｅ；ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｇａｓ ｅｎｇｉｎｅ ａｌｓｏ ｈａｓ ａｂｏｖｅ ６０％ｈｉ曲 ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｈｉｇｈ ｅｘｈａｕｓｔ ｈｅａｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｕｓ，ｔｏ ｒａｉｓｅ ｔｈｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｈｅａｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｕｎｎｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｓｓｕｅ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｙｓｔｅｍ；ｅｘｈａｕｓｔ ｈｅａｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｖｏｌｕｍｅ
图３电力和制冷／供暖及热水供应网络
在能源中心产生的电力和供暖／制冷水及生 活热水通过共同沟，输送给各建筑物使用．燃料电 池和燃气内燃机及变电站来的电力会合之后再联 合太阳能光伏发电系统的电力，供应给教学楼、实 验楼、行政楼、体育馆、学术情报中心．而在能源中 心产生的制冷／供暖水以及生活热水除了供应上 述建筑外，还供应给产学研中心、会议室，以及共 同研究开发中心．