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分布式能源能量系統(tǒng)優(yōu)化與分布式供能系統(tǒng)
分布式供能技術(shù)目前是一項(xiàng)重要的節(jié)能減排技術(shù)，典型系統(tǒng)就是分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。
隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，能源、環(huán)境問(wèn)題不斷突出，工業(yè)和建筑用戶冷熱電需求不斷增長(zhǎng)，負(fù)荷變化范圍比較大。但是常規(guī)的單一功能模式，比如說(shuō)單一供冷、供熱、供電分別獨(dú)立生產(chǎn)與供應(yīng)有一些問(wèn)題，比如說(shuō)電，集中大規(guī)模單一發(fā)電，難以實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用。冷：高品位電制低品位冷，熱：高品位燃料制低品位熱，能源效率就會(huì)比較低，如果是這樣，必須要發(fā)展一個(gè)新型的節(jié)能減排新的功能模式。而分布式供能系統(tǒng)典型系統(tǒng)是小型、臨近用戶、冷熱電聯(lián)產(chǎn)的供能系統(tǒng)，燃料化學(xué)能首先進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，然后溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收式機(jī)組，低溫?zé)煔膺M(jìn)入換熱器，產(chǎn)生的熱提供給工業(yè)與建筑用戶。而且它有很高的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于大電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，供能的可靠性比較高，可以應(yīng)對(duì)大電網(wǎng)突發(fā)事件，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)峰，形成互補(bǔ)的作用，所以分布式功能和大規(guī)模集中功能的有機(jī)結(jié)合，被稱為未來(lái)能源系統(tǒng)的發(fā)展方向。
因?yàn)榉植际焦┠軐?duì)燃料的化學(xué)，一直到高溫、中溫、低溫不同品位的能源持續(xù)提級(jí)利用模式，這是相對(duì)于分產(chǎn)利用的，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了能的綜合梯級(jí)利用，節(jié)能率會(huì)有一個(gè)非常好的節(jié)能率。
除了剛才所說(shuō)的和大電網(wǎng)的互補(bǔ)，它還有其它一些特點(diǎn)，比如它適合多種能源，包括天然氣、煤層氣、焦?fàn)t氣等等。另外還可以與可再生能源互用，比如太陽(yáng)、地?zé)?、生物質(zhì)能等，所以它是一個(gè)非常靈活的應(yīng)用方式，而且它適用于多種工業(yè)和民用領(lǐng)域。有一個(gè)預(yù)計(jì)，如果是未來(lái)5年，新增電力中20%采用分布式供能，初步估計(jì)年節(jié)能約3000萬(wàn)噸標(biāo)煤，年減排二氧化碳約7000萬(wàn)噸。目前分布式供能系統(tǒng)在國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃中也是處于很重要的地位，而且地方政府也都制定的一些未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃，包括我們國(guó)家能源局綠色縣分布式供能計(jì)劃。它的關(guān)鍵技術(shù)，按照技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有三代了，第一代是一個(gè)簡(jiǎn)單的常規(guī)的動(dòng)力技術(shù)和制冷技術(shù)的組合，節(jié)能率相對(duì)較低。發(fā)展到第二代，可能采用比較好一些的動(dòng)力發(fā)展技術(shù)和改進(jìn)型的制冷技術(shù)，所以節(jié)能率有一定提高。而在我們現(xiàn)在研究的第三代，可能是更體現(xiàn)了能源的綜合梯級(jí)利用，包括在燃料轉(zhuǎn)化方面化學(xué)能的利用，還有先進(jìn)微小型燃?xì)廨啓C(jī)，還有余熱先進(jìn)轉(zhuǎn)換與利用技術(shù)，蓄能與系統(tǒng)全工況調(diào)控，以及和太陽(yáng)能可再生能源的互補(bǔ)的情況下，新一代的分布式供能系統(tǒng)節(jié)能利用有一個(gè)顯著的提高。這個(gè)還是能的提級(jí)利用原理，按照品位不同，用到不同的用處。
技術(shù)瓶頸，符合重大需求的節(jié)能減排技術(shù)，但是面臨技術(shù)難題是，小型發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電效率低，依賴進(jìn)口。中低溫余熱利用，動(dòng)力余熱500度，制冷利用200度，熱冷利用溫度落差大，梯級(jí)利用差。多能源互補(bǔ)與全工況調(diào)控，可再生能源難以高效利用，系統(tǒng)變工況效率低。
因?yàn)榉植际焦┠芟到y(tǒng)有不同的冷熱電負(fù)荷輸出，而用戶的要求變化比較多，所以它經(jīng)常處于變工況性能，而在變工況運(yùn)行情況下，大家看到燃?xì)廨啓C(jī)變工況特性，隨著負(fù)荷降低，效率迅速下降，所以在變工況的時(shí)候，能耗顯然就是積極性各種情況非常不好。所以這項(xiàng)研究中考慮怎么改善它的的變工況的一些能耗的情況，研究變工況條件下動(dòng)力循環(huán)與熱泵循環(huán)的耦合機(jī)制。一個(gè)比較突出的想法是，采用一個(gè)主動(dòng)蓄能模式。不同于常規(guī)的小型供能系統(tǒng)中，常規(guī)供能給用戶以后，用戶用不了的就去蓄能，用戶不夠用，又從蓄能系統(tǒng)中抽出來(lái)，所以這種蓄能稱為被動(dòng)蓄能模式，僅考慮了用戶的負(fù)荷需求。而在主動(dòng)蓄能模式中，蓄能是兼顧了供能側(cè)和用戶側(cè)兩側(cè)，考慮了分布式供能系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，使得供能系統(tǒng)盡可能處于一個(gè)接近于設(shè)計(jì)點(diǎn)的運(yùn)行工況，這樣系統(tǒng)效率會(huì)有一個(gè)明顯的上升，但是這個(gè)主動(dòng)調(diào)控的模式顯然現(xiàn)在是一個(gè)研究的難點(diǎn)。
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