分布式能源的冷热电联产系统

1、分布式能源的冷热电联产系统一、分布式能源供电系统在电力系统并网的作用1、提高供电稳定性分布式能源供电系统与电力系统并网后，可显著提高电力系统的 可靠性。即使电网断电，分布式能源供电系统可凭借自身新工艺和新 技术继续保持供电，从而确保连续供电；和传统电力系统能源供应相 比，分布式能源供电系统采用多元化的能源利用类型和供应渠道以及 多样化的发电能源供应战略，有效保证能源供应的安全性，有效缓解 传统能源紧缺造成电力能源紧缺问题；最后，分布式能源供电系统的 规模小且分散，发生意外事故或电力灾害的可能性更小，比传统供电 系统的安全性更高，供电也更加稳定。2、减少污染从分布式能源供电系统的定义可以看出，分

2、布式能源供电系统利 用废弃能源生产可再生能源，分布式能源也使用清洁能源发电，因此 分布式能源供电系统可以减少污染物排放量。同时分布式能源供电系 统无需重新建设高压输电线路，可减少新建高压输电线路带来的电磁 污染，降低分布式能源供电系统对输电周边自然环境产生的危害。最 后，分布式能源供电系统与电力系统并网可以减少传统电力资源的利 用，减少生产传统电力资源带来的环境污染危害。3、降低成本一是减少电能损耗。分布式能源供电系统多位于用靠近用户的负 荷中心，可以减少运输电网带来的损耗；二是减少建设成本。分布式 能源供电系统设施对土地和空间体积需求更小，可以减少前期建设分 布式能源供电系统的资金投入，降低

3、成本;建设分布式能源的周期短， 可根据系统负荷增长进行扩建，可减少投足资金损耗，提高资金利用 率。三是降低维护成本。分布式能源供电系统的安全性高、可靠性强， 系统发生故障几率更低，维修几率也更低。同时即使发生故障，维修 难度更小，维修成本也更低。二、分布式能源系统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。相对于 传统的集中式供电方式，分布式能源系统是一种建立在用户端的能源 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

4、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。1、发电方式分布式发电系统自身的特点决定了它不是采用煤作为一次能源， 而是大量采用环境友善的可再生能源。可以说，分布式发电技术是与 新能源技术密切相关的。目前，比较常见的发电方式有以下几种。微型燃气轮机发电微型燃气轮机主要组成部分包括微型燃气轮机、发电机和数字电 力控制器等，以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料，具有高可靠、 寿命长、噪声低、重量轻、体积小、污染低、油耗低等一系列优点， 是目前应用较为广泛的一种分布式能源方式。风能发电风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术，是一种清洁能源。 它的输出功率由风能决定。风力发电是目

5、前新能源开发技术中最成熟、 最具规模化商业开发前景的发电方式。太阳能光伏发电太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳 能转化为电能。在使用时将光伏电池封装成组件，然后根据需要将组 件串并联组成方阵。2、优点分布式能源系统的最主要优点是用在冷热电联产中。但是热，尤 其是冷，不像电能那样可以较长距离有效地输送。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，也没有远距离输送冷、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、

6、价 钱贵，但可以充分发挥其联产的优点，保证使用单位的各种二次能源 能够充分利用。3、缺点在使用中，对于分布式的控制系统也出现了很多不足，尤其是在 供电性能上只能单点供应，同时输出的功率也较小，比起以往单机功 率在百万千瓦的电源在效能少就略显劣势。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 发电成本和单位初投资作比较，分布式能源系统的经费投入要大大高 于现在的大电力系统。三、分布式能源供电系统与电力系统并网存在的问题及对策分析1、对电量质量的影响及对策分析电能质量是反映设备正常运行状态下的相关

7、电能指标发生偏差 的程度，如电压波动情况、谐波、过电压、电压跌落或涌流等电能指 标，当分布式能源供电系统与电力系统并网会导致电压发生异常波动， 并出现谐波和电压跌落或涌流等问题，而影响电能质量。针对电能质 量问题，首先应使用短路比和刚性率分析并评估分布式能源供电系统 个电网系统的电能质量带来的影响，再使用旋转型和逆变型电源分析 评估分布式能源供电系统对电力系统电压的影响，例如常用于控制分 布式能源发电过程产生的电能波动对电压的影响可采用相关存储方 法解决。2、对引起系统故障的影响及对策分析分布式能源供电系统并入电力系统会影响配电网拓扑结构和短 路电流，并导致数据发生变化，最终引起设备出现运行故

8、障。由于分 布式能源供电系统的差异，分布式能源供电系统并入电力系统引起的 故障类型和故障排除方法也不同。如传统旋转式分布式能源供电系统 会产生较大的短路重流，而逆变器并网分布式能源供电系统产对发电 机产生故障有不同的特征，并产生较小的短路电流。系统出现故障后， 可采用多代理技术恢复故障，可提高故障处理效率和成功率。还需要 改进原有保护策略，制定新的电网配置保护方案，如设置故障限流器， 降低故障后的电流，避免电流过高影响保护配置。3、对潮流计算的影响及对策分析分布式能源供电系统并入电力系统是配电网电源配置结构的变 化，电源配置结果变化必然引起潮流计算发生相应的变化。当分布式 能源供电系统并入后，

9、潮流计算模型以及节点类型与计算模型和节点 类型差异较大，因而可采用收敛性更好的计算方法。四、推广使用冷热电联产技术的重要性1、提高能源利用率CCHP系统安装在居民用户附近，是合理的能源梯度利用方式（如 图2所示）。它不仅提供电力，还满足冷量和热能的要求，为分布式 能源的广泛应用建立模型，并将大大缓解集中电网建设投资压力，避 免远距离输配电损失。CCHP系统贴近用户进行能量转换，将温度向 下利用，利用发电后的余热，不是用电来交换，而通过提高能源的综 合利用率弥补发电的低效率。虽然CCHP系统设备的发电效率较低， 但综合利用效率达到80%90%。2、缓解电力短缺CCHP系统不仅能缓解电力短缺，平衡

10、电力峰谷差，还能提高建 筑供电的可靠性和安全性，避免电空调与电网争电的局面，有效改善 电网负荷的不平衡性，提高发电厂设备的负荷率。CCHP系统利用燃 气或发电余热制冷制热，填补了夏季燃气用量的严重不足，改善了电 力和燃气不合理的能源结构状况。3、安全可靠CCHP系统提供了可靠的供电安全和品质保证，尤其是对供电安 全和稳定性要求较高的用户，摆脱了电网拉闸限电、崩溃和意外灾害 （如地震、风雪、人为破坏、战争等）等突发性事故带来的供电危机， 避免了因停电造成的经济损失。CCHP系统一般采取并网方式设计， 大电网与三联供发电机组互为备用，因此相当于用户增加了一路常用 供电系统，提高了用户供电的可靠性；

11、用户常规冷热的空调系统一般 由电空调和锅炉组成，采用三联供系统后可以使用发电机的余热供冷 或供热，对于用户来说，相当于在常规调峰设备以外增加了一套空调 冷热源系统，对于使用电空调的用户，更是将供冷动力由原来的单一 用电变为了可以同时用电和燃气，提高了用户的冷热供应可靠性。4、良好的经济性随着电力供应的日趋紧张，全国各地纷纷实行了峰谷电价。采用 传统电空调除了增加电网的负担外，用户还承担著高额的运行费。采 用CCHP系统利用发电后余热来供热供冷，整个系统能源效率提高， 其能源供应成本大大下降，在能源价格不断增长的体系下具有良好的 经济效益。五、分布式新能源可持续发展1、分布式新能源：新颖的能源供

12、应模式分布式能源作为一种新颖的能源供应模式，近年来备受各国政府 和企业的关注。它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， 因地制宜地将用户光伏、风能以及生物质能等多种新能源配置状况进 行系统整合优化的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方 式。分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向，具有能源 利用效率高、环境负面影响小、提高能源供应可靠性和经济效益好的 特点。发达国家分布式能源发展迅猛，通过规划引领、技术支持、优惠 政策以及建立合理的价格机制和统一的并网标准，有效地推动分布式 能源的发展。分布式能源系统在整个能源系

13、统中占比不断提高，欧盟 占比约达10%。近年来，在政府和企业的大力支持下，我国分布式新 能源项目逐步推广，在能源系统中的比例不断提高。一年多以来，各 地做了大量工作，除国家给予0.42元每度电的补贴支持外，部分省 分又配套出台了额外补贴，鼓励放开电网，联合国土、扶贫办、银行 等部门制定相应的支持政策。2、我国布式新能源发展存在的问题国家能源局2021年11月公布的数据显示，2021年前3季度我 国新增光伏发电并网容量仅有3.79GW（10亿瓦特单位，1GW=1000 兆瓦），新增分布式光伏并网容量1.34GW。实际完成量距离年初制定 的14GW目标差距很大，尤其是分布式并网目标更是远未达到年初

14、 设定的8GW目标。分析表明，我国分布式能源发展存在以下问题。分布式光伏发电项目投资利润空间偏低。目前，集中式地面电站由于具有较好的规模效益， 投资收益已达到或超过了投资商的预期。然而，对分布式而言，项目 投资利润空间偏低，前期要面对太多的业主，关系复杂、协调面广、 施工分散，导致成本增加；后期运维管理尤其是电费回收工作量和难 度相应增加。政策落实有难度新下达的支持政策受制于之前的一些老政策，尤其是国土和林业 传统政策的制约。20兆瓦规模的分布式很难找到合适场地，农地或 林地，目前都存在土地性质变更这个无法逾越的法律及政策鸿沟。分布式光伏规模化以后的并网难题亟须解决目前看，适合光伏发电的地块稀

15、少了。屋顶光伏发电并网存在因 部分屋顶业主企业变压器容量有限，无法全部利用。同时，存在上一 级的线路容量是否够用等问题。随着国家、省、市政府能源发展战略 的推进及相关政策的落实，光伏等分布式新能源项目呈几何级数发展， 光伏发电固有的间歇式能源的波动性和不稳定性，其大规模并网对电 网的稳定安全将带来愈来愈大的影响。这需要行业主管部门、科技、 电力等方面积极应对。策建议毋庸置疑，分布式新能源行业已成为新兴产业，发展潜力巨大。 同时要清醒地认识到，光伏发电投资和设备生产行业不是暴利行业， 盲目投资、市场血拼、不顾及上下游、牺牲产品质量等都是短视行为， 光伏发电市场需要业界维护，共同理性、有序地推动整个行业的可持 续发展。分布式光伏发电的处于发展期，必然存在政府、投资商、设 备生产企业协调探索的过程，应积极引入PPP模式，发挥政府主导协 调的优势，营造良好的积极互动氛围。开拓国内终端市场这是光伏产业生存的发展的根本出路。要学习和借鉴嘉兴模式和 PPP模式，由政府对工业园区屋顶进行统一协调和管理，以解决分布 式前期单独由投资商面对和说服诸多业主的问题，避免无序竞争，形 成各方多赢的模式并付诸实施，走出以应用带动产业、以产业促进创 新、以创新推动发展的良性循环之路。化整为零，寻找适合光伏发电投资的公共机构和场所光伏产品和解决方案需在保持现有产品持