分布式能源系统的热力学分析
微燃机分布式能源系统的热力学分析
式 中 ： 为 空 气 物 理 热 ， ｗ ； 为 天 然 气 物 理 热 ， Ｑ ｋ Ｑ ｋ ； 为天然 气 低 热值 ，Ｊ Ｎｍ。Ｖ ｗ Ｈ ｋ／ ； 为 天 然 气 流量 ，
ｍ。 ｓ 标准 状态 ） Ｅ为发 电量 ， ｗ ； 为供 热 量 或 制 ／（ ； ｋ Ｑ， 。
冷 量 ， ｗ ； 为废 气带 走 热 量 ，ｗ ； 机 组 冷 却散 ｋ Ｑ ｋ Ｑ 为 热 ，ｗ ； 为其 它热损 失及 误差 ， Ｗ 。 ｋ Ｑ ｋ 系统 的能量 利用率 为 ：
％ [ 2]
。
同济 大 学 与 意 大利
S
交 流
翘 力 第 发 37 电 卷
国 土 资源 部 合 作 在 该 校 组 建 了 微 燃 机 D E 置 开 展 面 向用 户 的微 燃 机
，
试验装
。
冷却 水 9 e 8 单 效 吸 收式 制 冷机 组
D E S
应 用 与 优化研 究
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微燃机
微燃机
行参 数 。微燃 机 润滑 油 冷 却空 气 流量 为 ０ ９ ｋ ／ ， ． ｇ ｓ 温 升为 ３ ０℃ ； 大单 效 吸收式 制冷 机组 的额定 供热 量为 远
微燃 机 的热力 学 过 程 可 近 似 如 下 ： 气 机 和燃 压
１ ０ｋ ， 热时 供 、 ４ ｗ 供 回水 温度分别 为 ５ ０℃ 和 ４ ３℃ ， 额 定制 冷量 为 １ ０ｋ ， １ ｗ 制冷 时 供 、 回水 温 度 分 别 为 ７℃
机
。
以来 微 燃 机 即在 小 型 D E S 领 域 得 到 了推 广应 用
美
微燃 机 的轴 系为单轴设 计 故 障率较低 安 装 维 护
能源利用中的热力学问题
能源利用中的热力学问题热力学是物理学中非常重要的一个分支，研究的是热、能量、温度等物理量之间的关系。
在能源利用中，热力学问题也是一个非常重要的环节，合理的利用和控制热力学过程，能够大大提高能源的利用效率。
本文将从能源的三个方面，包括传统能源、新能源和化石燃料的转化利用等方面来讨论能源利用中的热力学问题。
一、传统能源的热力学问题传统能源是指石油、煤炭、天然气等能源，这些能源的热力学问题主要集中在燃烧过程中。
1.燃烧过程的热力学问题燃烧是传统能源转化为热能的主要过程，热力学问题主要包括燃烧能量的产生、传输和利用。
在燃烧过程中，热量会释放，但是又会在传输过程中丢失部分能量，因此燃烧中的能量利用效率较低。
2.传输过程的热力学问题热力学传输过程主要包括热量传导、对流和辐射传热，常见的管道、炉膛、热交换器、锅炉等，都涉及到热力学传输过程。
在传输过程中，要合理的控制传热的速度，尽量减少能量的丢失，提高能源利用效率。
二、新能源的热力学问题新能源包括太阳能、水力能、风能、地热能等，这些能源的热力学问题主要涉及能量的利用和储存。
1. 太阳能的热力学问题太阳能的利用主要有光热和光伏两种方式。
其中光热转化利用太阳光，通过收集、储存、传输、利用来产生热能，涉及到热量传导、对流和辐射传热。
而光伏转化利用太阳光则是通过光伏电池将太阳光直接转化为电能，存在着光电转换效率等问题。
2. 水力和风能的热力学问题水力和风能的利用都涉及到能量的传输和转化。
水力能的利用主要是利用水流的动能产生能量，风能的利用则是利用风力产生机械能或电能。
热力学的问题主要在于如何有效地利用动能，将其转化为电能或者机械能。
同时，能源储存也是一个重要的方面，如何在产生能量的时候将其储存起来，以便在需要的时候使用。
三、化石燃料的转化利用中的热力学问题化石燃料是指石油、煤炭、天然气等，将其转化为能源则要涉及到化学反应和热力学过程。
1. 燃料的热化学反应热化学反应是指燃料在燃烧过程中产生的热能和化学能之间的转化。
分布式供能系统的运行分析及建议
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中图分类号 ： ＴＭ６ １
周 荣 成 ， ： 布 式 供 能 系统 的 运 行 分 析 及 建 议 等 分
室等 ） 由设 在东 部综 合楼 浴 均 内的 ３台 １ｔｈ的 燃 油 蒸 汽 锅 炉 提 供 （ ／ 已经 改 造
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ｌ 小 型 分 布 式供 能 系统 以热 定 电运 行
１７ ９ ８年 ， 国公布 了新 的公共 事 业 管 理政 策 美 法 ， 分布 式供 能 系统 技 术 的推 广 运 用 奠定 了法 为 的用 户需求 ， 电冷 联产 系统 可 选 择 的 方 案 和形 热
律 基 础 。热 电联 供是 分 布式供 能 系统 的一种 主要
典 型分 布式 供 能 系统 主要 包 括 动力 系统 （ 原
动 机） 余 热 利 用 系 统 （ 热 冷 热 水 机 组 、 交 换 、 余 热 器 、 热锅 炉 ） 电力并 网系统三 部分 。针对 不 同 余 及
单体 式 电空调 ， 有 西 校 区 的学 员公 寓 楼 采 用 的 仅
是集 中电空调 。除学员 公 寓楼 的热水 负荷 由安 装 在楼 内的燃气 锅 炉 供应 外 ， 校其 他 各 类 生 活热 学
２２ ９
电 力 与 能 源
第 ３ 卷第 ４期 ２
２１ ０ １年 ８月
分 布 式 供 能 系 统 的运 行 分 析 及 建 议
某分布式能源系统能效分析
环境工程2018·09124Chenmical Intermediate当代化工研究技术应用与研究某分布式能源系统能效分析＊吴振川 吴晓南 谢明宏 王璟 罗新庆 唐宇（西南石油大学 土木工程与建筑学院 四川 610500）摘要：基于我国对能源发展要求高效利用和环保的基本国情，以及分布式能源对国家能源发展目标的极大契合，提出了一种针对分布式能源系统能效分析的方法。
首先建立分布式能源的系统构架，然后以进出系统能量守恒为依据，基于热力学第一、二定律建立能量平衡和平衡方程，得到分布式能源系统及常规热电联产系统能效数值结果；最后算例结果得出，分布式能源系统在能量数量（一次能源利用率）和能质（效率）两个方面的利用效率都远高于常规热电联产系统；结果还得出，分布式能源系统较常规供能系统具有巨大节能效益，能产生良好的综合能源利用效益。
关键词：分布式能源；一次能源利用率；效率；节能中图分类号：T 文献标识码：AEnergy Efficiency Analysis of a Distributed Energy SystemWu Zhenchuan, Wu Xiaonan, Xie Minghong, Wang Jing, Luo Xinqing, Tang Yu(Civil Engineering and Architecture College of Southwest Petroleum University, Sichuan, 610500)Abstract ：Based on our country's basic national conditions that energy development requires efficient utilization and environmental protection,and the great agreement between distributed energy and national energy development goals, this paper proposed a method for energy efficiency analysis of distributed energy systems. Firstly, the system framework of distributed energy is established, then based on the conservation of energy in and out of the system, and energy balance and exergy balance equations are established based on the first and second laws of thermodynamics to obtain numerical results of energy efficiency of distributed energy systems and conventional cogeneration systems. The result of the final example shows that the efficiency of distributed energy system in terms of energy quantity (primary energy utilization) and energy quality (exergy efficiency) is much higher than that of conventional cogeneration system. The results also show that the distributed energy system has great energy saving benefits compared with the conventional energy supply system, and it can produce good comprehensive energy utilization benefits.Key words ：distributed energy ；primary energy utilization rate ；exergy efficiency ；energy saving引言分布式能源系统是指分布在用户端的能源综合利用系统。
燃气内燃机分布式能源系统的热力学分析_张杰
却塔直接冷却，保证发电机组的正常运行。
图2 分布式能源系统夏季工况下的㶲效率
过渡季节（环境温度 15℃）运行时，与分产 系统相比，分布式能源系统的的㶲效率如图 4 所示。
从图 2 中可以看出：（1）分布式能源系统的
从图 4 中可以看由于发电机组的缸套水余热
电㶲效率高于分产系统市电的㶲效率，这主要由 直接散失，因此分布式能源系统在此工况下㶲效
然各自㶲效率较高但组成系统后㶲效率反而降低。
2.2 冬季运行工况
该系统与夏季运行模式主要的不同是分布式 能源系阀门 1、2 开启，阀门 3、4 关闭，用板式
图4 分布式能源系统过渡季节的㶲效率
2015 年第 10 期 SHANGHAI ENERGY CONSERVATION
561
上海节能
SHANGHAI ENERGY CONSERVATION
本系统的㶲效率为：
图1 分布式能源系统流程图
1 系统分析
1.1 系统流程
本分布式能源系统位于上海闵行某工厂，按照 “以基本电负荷定容量、热电平衡、电力并网不上 网”的设计原则进行系统配置。分布式能源系统主
式（1）中： Ehc = (Hh/c,out- Hh/c,in)- T0(Sh/c,out- Sh/c,in) Est = (Hst,out- Hst,in)- T0(Sst,out- Sst,in)
于燃气内燃机发电效率高于市电的发电效率，另 率最小，但是依然高于分产系统的㶲效率。
外分布式能源系的输电损失远小于市电的输电损
失；（2）由于电制冷机组采用高品质的电能，因
此制冷机组的㶲效率远大于分布式能源系统冷㶲
效率；（3）尽管分产系统的供电、供热、供冷时
㶲效率较高，但是由于分产系统相互独立的，大
天然气分布式能源系统节能分析
天然气分布式能源系统节能分析摘要：随着经济的快速发展，人们对于的质量也提出了要求。
其中，天然能源的需求量也相应地上升。
所以，如何最大化的利用天然气，降低投资所花费的成本成为了目前急需解决的问题。
因此，本文将从天然气分布式能源系统内容上入手分析该能源系统在节能中的实际应用现状，最后对天然气分布式能源系统节能发展前景进行简要分析。
关键词：天然气；分布式；能源系统；节能与其他国家发到国家相比，我国的分布式能源系统仍旧处于起步阶段。
但是就这几年的来看，我国经济社会的发展速度在很大程度上推动着天然气分布式能源的开发和利用，同时它的开发和利用也在助长着我国国民经济的快速发展。
当然，这个过程并不是一帆风顺的，在这个能源系统中仍旧存在很多问题，影响它的实际使用效果。
因此，本文就针对天然气分布式能源系统内容上入手论述。
1.天然气分布式能源系统内容分析1.1分布式能源内容天然气分布式能源系统实际的应用环境主要在用户端的能源综合利用系统中。
这种系统的存在可以使得用户通过微型或者小型的独立输电、热、冷系统有效地把天然气能源阶级利用起来。
同时，中央能源供应系统及时给予和这个系统相应的补充。
还有至关重要的一点就是该能源系统靠近负荷中心，能够有效地减少输配级别管道的热损程度，快速实现与外部能源网的互相供给和补充。
1.2天然气分布式能源天然气分布式能源系统之所以被称为一个系统，自然是与它的运行方式相关的。
这个系统的运营以天然气作为燃料，通过带动燃气轮机和内燃机等设备进行运转，进而达到电力的实际需求。
在这个运转过程中，系统会产生一定的热量，这些热量在系统的循环下可以通过设备给用户供热或者是供冷，满足了用户在不同方面的需求，避免了资源的浪费，从而建立了一个完整的燃气冷热电多联供系统。
1.3分布式能源系统构成天然气分布式能源系统是一个大的系统，为了满足社会不同领域的需求，它又包括了动力系统、供热系统以及制冷系统。
对于其中的动力系统又主要包括了燃气轮机系统和内燃机系统。
分布式能源系统的评价方法
1.1分布式能源系统简介
分布式能源是指安装在用户端的高效冷热电联供系统濉溪。分布式能源主要包括农村小水电、小型独立电站、废弃生物质发电、煤矸石发电，以及余热、余气、余压发电等。利用可再生能源（风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源）的发电也属于分布式能源的范畴。分布式能源也称分布式供能、分散式发电、分布式供电。分布式能源系统也叫做冷热电三联供系统。目前，分布式能源系统主要是以燃气作为能源，将制冷、供热（采暖和供热水）及发电过程一体化的多联产系统。主要是相对于大型的区域电厂而言，广义上是指小型的能量梯级利用系统，在用户现场或靠近用户现场的小型和微型独立输出电、热（冷）能的系统。主要设备包括燃机、余热锅炉、非电制热制冷机组等。
谢英柏等提出利用标准气耗、一次能源利用率以及燃料消耗量对三联供系统和分供系统进行经济性评价.余敏等结合了当量热力系数、等效燃料利用率[4]2种评价标准的优点并提出单位冷量节煤量的概念和计算公式，对热电冷三联供系统后置制冷机的选取作评价.陈霖新等提出了计算不同电厂、不同制冷设备和不同发电效率燃机一次能量节约率的方法评价三联供方案的优劣，并提出节能率应按供冷期和供热期分别计算.
2系统综合评价方法的建立
天然气分布式能源系统的综合评价，是对能源系统的资源节约、环境影响、劳动力配置等社会经济效益进行多指标综合评价，目前评价的准则主要有效率、节能率、折合发电率等，但都是利用不同的标准分别进行评价，没有依据天然气分布式能源系统能量梯级利用的特点建立系统的综合评价。
根据用户季节性及时段性用能特点不同，天然气分布式能源系统施行不同的运行策略：冬季供暖、夏季供冷、春秋季供生活热水。蒸汽负荷只有工业、医院等特殊用户需求，且昼夜负荷也可能不同。因此，本文对于天然气分布式能源系统综合评价，是对情形类似的用户、环境、能源品种的评价。对于天然气分布式能源系统的多层次、多目标的综合评价方法，主要有数据包络分析法、模糊综合评价法、TOPSIS集成评价法等。为综合评价天然气分布式能源系统供能及用能的各个方面，本文采用TOPSIS集成评价法，运用多目标系统模糊优选理论，利用综合集成赋权法，建立具有方案、指标和时间三维的有时序多层次多目标评价的理想矩阵测度模型，先对天然气分布式能源系统某一时间段进行评价，然后再进行多个时间段评价。
分布式能源系统的能量管理策略研究
分布式能源系统的能量管理策略研究随着能源短缺和环境污染的问题日益凸显，分布式能源系统逐渐引起人们的关注。
分布式能源系统是指将可再生能源、储能技术、微电网技术等应用于城市和乡村中，用来供电、供热、供冷等，并与传统能源系统相互补充和结合，形成一种高效、可靠、可持续的能源供应体系。
然而，为了充分利用分布式能源系统的潜力，提高能源利用效率，需要制定合理的能量管理策略。
一、能量管理策略的重要性在传统能源系统中，能源供应集中在少数的电力、热力、燃气等大型能源企业手中，供应链条长、中间环节多、损耗大，不仅存在能源浪费的问题，还容易导致能源供应的不稳定。
而分布式能源系统具有分散、灵活、安全等特点，能够更好地满足不同地区和用户的能源需求。
因此，制定适当的能量管理策略是分布式能源系统发展的关键。
二、分布式能源系统的能量管理策略1. 能源生产与储存分布式能源系统依赖于可再生能源，如太阳能、风能等，因此能源生产是能量管理的首要问题。
在能源生产方面，需要优化能源转换技术，提高能源转换效率，并根据不同地区和季节的特点进行合理的能源组合选择。
此外，分布式能源系统还需要储存技术的支持，通过储能装置储存多余的能量，在能源不足时进行释放，以确保系统的稳定供应。
2. 能源分配与交易分布式能源系统中的能源分配与交易是一项重要且复杂的任务。
在能源分配方面，需要根据不同地区和用户的能源需求，合理分配能源，使能源利用效率最大化。
在能源交易方面，可以引入能源市场机制，通过供需匹配、竞价等方式进行能源交易，激励能源生产和消费者参与，促进能源的平衡供应与需求。
3. 能源管理平台建设为了实现分布式能源系统的高效运行，需要建立一个集成的能源管理平台。
该平台可以通过数据采集、监测和分析，实时了解能源生产和消费情况，并根据实际情况进行调整和优化。
同时，能源管理平台还可以提供能源管理的决策支持，帮助制定合理的能源管理策略，以及预测和应对各种能源风险。
4. 能源政策与法规支持分布式能源系统的发展需要政策和法规的支持。
分布式能源系统热力学分析
式 中 ： Ｈ 分 别 为 工 质 （ 或 空 气 、 然 气 、 气）在 Ｔ、０ 的 焓 ， Ｈ、 。 水 天 排 Ｔ下
了 上个 世 纪 七 十 年 代 在 国 外 发 展 起 来 的 第 二 代 能 源 技 术 ， 主 要 特 征 其 是 分 散化 、 型 化 、 元 化 。 与 传 统 的 集 中 式 供 能 系统 相 比 ， 布 式 能 小 多 分
Ｅ为 发电 甩 Ｗ 火， ； ｋ Ｅ ｃｍ为微燃机燃烧室内定压燃烧过程的 用 ｘｏ 火 损失， ｋ Ｗ；
微 燃 机 Ｄ Ｓ工 作 原 理 是 ： 燃 机 发 电机 组 主要 由 压 气 机 、 气 透 Ｅ 微 燃 平 、 烧室 、 燃 回热 器 和 发 电机 等 组 成 。空 气 分 为 ２路 ： １ （ ）空 气 经 压 气 机压缩进入 回热器预热后， 进入燃烧 室， 再 以提 高 燃 烧 温 度 、 强 燃 气 增 透 平 做 功 能 力 ；２ 空 气 对 主 轴 承 的润 滑 油 系 统 进 行 冷 却 后 直 接 排 出 。 （） 天然气在燃烧 室与预热空气混合燃烧 ， 生高温燃气进入燃 气透平做 产 功 ， 动 压 气 机 和 发 电机 。 燃 机 的轴 系 为单 轴 设 计 ， 障率 较 低 、 装 驱 微 故 安 维 护 较 方 便 。燃 气 透 平 排 气 余 热 利 用 设 备 可 以是 余 热 锅 炉 、 收 式 制 吸 冷机 、 湿机等各种装置 。 除
２２ 微 燃 机 热 力 学 分 析 参 数 设 定 ． 微 燃 机 性 能 受 环 境 空 气 温 度 影 响 很 大 。 在 不 同温 度 下 ， 燃 机 的 微 排 气 量 、 然 气 耗 量 和 发 电量 均 不 同 。微 燃 机 润 滑 油 冷 却 空 气 流 量 为 天
分布式能源系统的分析及优化
储能装置可以在电源和负荷之间起到平衡作用，确保能源的稳定供应。常见 的储能装置包括电池、超级电容等。
微网则是分布式能源系统的重要组成，它可以实现本地能源的自我管理和优 化配置，提高能源利用效率。
优化建议
针对分布式能源系统的分析，以下提出几点优化建议：
1、合理布置电源和负荷。可以根据地域、时间等因素来合理布局电源和负 荷，例如在阳光充足的地区设置太阳能发电设施，而在工业区则可以设置工业负 荷。
分布式能源系统的分析及优化
01 引言
03 优化建议 05 结论
目录
02
分布式能源系统的分 析
04 案例分析
06 参考内容
引言
随着能源结构和需求的不断变化，分布式能源系统逐渐成为人们的焦点。分 布式能源系统以其高效、灵活、节能和环保的特点，成为现代能源供应的重要方 式。本次演示将深入分析分布式能源系统的组成成分，并提出优化建议，以期为 分布式能源的可持续发展提供参考。
3、提高电网运行效率：分布式能源系统可以与电网互联互通，优化电力资 源配置，提高电网运行效率。
4、经济效益：分布式能源系统由于其分散式、小规模的特点，可以降低投 资成本和运行维护费用，提高经济效益。
三、分布式能源系统的技术路线 和建设前景
1、技术原理：分布式能源系统的技术原理是利用先进的能源转换技术和综 合能源管理系统，实现多种能源的优化组合和高效利用。
然而，在实际运行中，也存在一些问题。例如，太阳能发电设施的发电量受 天气影响较大，可能会出现供不应求的情况；电池储能装置的寿命受充放电次数 和温度等因素影响，需要定期维护和更换。针对这些问题，可以采取以下措施进 行优化：
1、增加太阳能发电设施的容量，以应对天气变化带来的影响； 2、选择长寿命、高效率的电池储能装置，同时加强对其的维护和保养；
分布式能源以热定电的新理解
分布式能源热电联产“以热定电”的新理解同济大学龙惟定摘要：如果仅从热效率角度分析，分布式能源的一次能源效率甚至要低于燃气冷凝锅炉。
必须充分发挥分布式能源所生产的高品位电力的价值。
以热定电，就是以热需求（冷热负荷）确定电力驱动热泵的电力需求，使分布式能源热电联供系统综合效率达到以上。
对区域能源系统的优化配置提供了有效的方案。
关键词：分布式能源，热电联产，以热定电，区域能源系统☆☆热电联产系统要“以热定电”在低碳城市能源系统中，分布式能源有三种形式，一种是热电（冷）联产系统，第二种是利用可再生能源的分布式供电系统，第三种是以热泵为核心技术的低品位“未利用能源（）”的应用系统。
热电联产（）是一项一次能源利用率非常高的技术。
传统电力工业是以煤作为燃料的火力发电，必须远离城市建设大型电厂，以发挥大机组的高能效优势、降低煤耗、集中处理污染。
但这种大集中模式使发电过程中排出的热量无法得到充分利用，被白白地排放到大气中，再加上远距离输电过程中的线路损失，就使得终端使用电力的一次能源效率很低。
而靠近城市建设的热电厂，利用热电联产技术，把发电过程中的一部分排热回收，通过热网输送给用户，则可大大提高一次能源效率。
随着天然气等清洁能源的广泛应用，可以将小型热电联产电站建在社区甚至建筑物内，成为区域热电冷联供（）系统和建筑热电冷联供（）系统。
图各种发电机组的功率与效率但是，热电联产的代价是降低发电效率。
从图可以看出，发电机组的功率越小，效率越低。
因此，采用小型或微型发电机组的分布式能源系统如果仅作发电之用，其效率低于大发电设备，在能源利用上是不合理的。
所以，要求分布式能源在系统配置时以热定电，为的是提高综合能效。
热电冷联产技术最重要的技术参数之一是系统的热电比（），即：e W Q HPR(1) 式中为系统所利用的热能；为系统发出的电能。
在为某一特定用途选择热电联产系统时，热电比HPR 是主要特性参数之一。
在原国家计委《关于发展热电联产的规定》文件中，要求使用汽轮机组的热电联产系统总热效率年平均大于％；单机容量在以下的热电机组，其热电比年平均应大于％；单机容量在～的热电机组，其热电比年平均应大于％；单机容量及以上抽汽凝汽两用供热机组，供暖期热电比应大于％。
天然气分布式能源系统
59天然气分布式能源系统㶲分析舒海燕 邵志翔 吴晓南 西南石油大学【摘 要】近来年，天然气分布式能源系统因为其较高的能量综合利用效率、良好的经济效益和环保效益成为了国家能源结构转型的选择。
为了研究空燃比对分布式能源系统中设备㶲损失的影响规律，本文利用Aspen Plus建立模型，在前期调研数据的基础下，利用调研数据验证模型可靠性。
在热力学第二定律的基础上，计算主要设备㶲损失，并分析空气压缩机的空气流量（即空燃比）对设备㶲损失的影响规律，得到设备的㶲分析。
【关键词】天然气分布式能源；Aspen Plus；㶲分析【ＤＯＩ】10.12316/j.issn.1674-0831.2021.11.030一、研究背景与意义我国是能源消费大国，其中以石油、煤、天然气为主要供应能源。
近年来，我国高度重视绿色创新的新发展理念，正加快能源结构向适应国民经济发展与居民生活方式转型。
2020年10月，党的第十九届五中全会通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》。
“十四五规划”提出要全面提高资源利用效率，强调绿色的可持续发展理念，优化能源结构。
分布式能源是指通过燃气轮机（或者内燃机、小型燃气轮机）、发电机、余热锅炉和制冷机组的联合循环，同时实现供热、发电和制冷的三联供系统。
天然气分布式能源系统与传统集中式能源系统相比而言，具有以下优势：第一，同时实现冷热电三联供，对一次能源进行梯级开发利用。
极大地提高了能源综合利用效率（可达75%以上）；第二，分布式能源可以靠近用户直供冷热电，节省了因距离而产生大量的线路损失；第三，供能可靠，余电可以上国家电网为其他地区供电；第四，减少了污染物的排放，节能环保效益突出。
2.课题研究的内容本研究根据能源发展形势和需要，以新都雪花啤酒厂分布式能源系统为研究对象。
新都雪花啤酒厂位于成都市新都区。
因生产需求，该厂常年大量需求电能和蒸汽。
该项目是由一台Solar T70燃气轮机、一台25t/h余热锅炉和一台1MW级热水型溴化锂机组组成。
分布式能源系统-姚波善
分布式能源系统分布式能源的概念所谓“分布式能源”（Distributed Energy Sources）是指分布在用户端的能源综合利用系统。
一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充。
分布式能源系统的定义分布式能源系统是相对于传统的集中式供能的能源系统而言，传统的集中式供能系统采用大容量设备、集中生产，然后通过专门的输送设施（大电网、大热网等）将各种能量输送到较大范围的众多用户；而分布式能源系统则是直接面向用户，按用户的需求就地生产并供应能量，具有多种功能，可满足多重目标的中小型能源转换利用系统。
分布式能源系统的特征1、直接面向当地用户的需求，布置在用户附近，简化能源的输送环节，进而减少能量输送成本，同时增加用户能量供应的安全性。
2、系统受用户需求的制约，相对于传统的集中式供能系统而言均为中、小容量。
3、随着经济、不同能源技术的发展和成熟，可供选择技术也日益增多。
4、通过选择合适的技术，经过系统优化和整合，可以更好地同时满足用户多种要求（如：高效、可靠、经济、环保、可持续性发展等），实现多个功能目标。
热能的梯级利用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；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。
分布式能源的原理“分布式能源系统”的概念提出已有20多年，其主要形式是冷热电联产系统(combined cooling ,heating and power ,CCHP),它是应用能的梯级利用原理的必然选择，能源利用率很高，所以技术发展迅速。
关于天然气分布式能源系统的节能分析
关于天然气分布式能源系统的节能分析摘要：随着社会经济的不断提高，城市化进程的不断加快，天然气能源需求量越来越多。
在天然气分布式能源系统应用过程中，可以大大提升天然气的利用效果，可以充分发挥电网和天然气管道网重要作用，明确各级管理的目标，提升能源供给的稳定性和可靠性，从而实现节能减排的重要作用。
关键词：天然气；分布式；能源系统；节能1 天然气分布式能源系统内容1.1 分布式能源内容在实际应用过程中，分布式能源主要分布在用户端能源综合利用系统中。
用户可以利用微型或者小型的独立输电、热、冷系统，就能实现天然气多种能源梯级的利用。
在实际利用过程中，可以通过中央能源供应系统进行相应的补充。
另外分布式能源系统更加靠近负荷中心，有效地减少输配级别管道的热损程度，能够实现外部能源网供给补充。
1.2 天然气分布式能源天然气分布式能源系统主要把天然气作为燃料，从而带动燃气轮机和内燃机等设备运行，从而满足实际电力需要，同时通过系统排出的废热，通过余热锅炉，利用设备让用户供热或者供冷，从而建立一个完整燃气冷热电多联供系统，实现电力的现场使用，满足用户不同方面的需要，提升单位能源的产出收益。
1.3 分布式能源系统构成在当前社会经济迅速发展的前提下，天然气得到了广泛的应用，但是在社会不同领域具有不同的用途。
天然气分布式能源系统会结合用户的特点，优化天然气能源需求结构。
在通常情况下，天然气分布式能源系统主要包括动力系统、供热系统以及制冷系统。
其中动力系统主要包括燃气轮机系统和内燃机系统。
第一，燃气轮机系统主要利用天然气作为驱动燃料，把高温烟气引入到热锅炉里，通过低压蒸汽或者热水的方式，对预热进行回收，从而满足用户供暖等需要。
第二，燃气轮机种类比较多，从而微型燃气轮机到大型的燃气轮机，在社会各界得到了广泛的应用。
燃气轮机具有很强的稳定性，燃气适应面非常广，并且可以高效的回收余热，在实际应用过程中，成为当前冷热电联供系统主要动力系统。
分布式能源系统研究
分布式能源系统研究随着世界能源需求的不断增长和环境污染的愈演愈烈，分布式能源系统在能源领域得到了越来越多的关注和研究。
分布式能源系统是指将可再生能源和传统能源有机地结合起来，通过分散地生成、储存和使用能源，实现能源的高效利用和可持续发展。
本文将从分布式能源系统的概念、技术原理、应用领域和前景等方面进行综述。
一、概念分布式能源系统是指将能源资源分散地安装在不同地点，通过本地化的能源装置来实现能源的生产、传输、储存和使用。
与传统的集中式能源系统相比，分布式能源系统更加灵活和可持续。
它能够有效减少能源传输过程中的能耗损失，提高能源的利用率和质量，并降低对传统能源的依赖。
二、技术原理分布式能源系统的核心技术包括可再生能源的发电技术、能源储存技术、智能能源管理技术等。
其中，可再生能源的发电技术是分布式能源系统的基础和关键。
随着技术的进步，太阳能、风能、水能等可再生能源的发电效率逐渐提高，成本逐渐降低，因此在分布式能源系统中得到了广泛应用。
能源储存技术是分布式能源系统的重要组成部分。
由于可再生能源的不稳定性和不可控性，储能是保证分布式能源系统平稳运行的关键。
电池储能、压缩空气储能、水蓄能等技术在分布式能源系统中扮演着重要角色。
智能能源管理技术则通过网络和智能硬件，对分布式能源系统进行监测、控制和优化，以提高能源的利用效率和经济效益。
三、应用领域分布式能源系统在各个领域都有广泛的应用。
在工业领域，分布式能源系统能够提供可靠、高效的能源供应，满足生产过程中对能源的需求。
在城市领域，分布式能源系统能够为居民和商业建筑提供可持续、清洁的能源，减少对传统能源的依赖，改善城市空气质量。
在农村地区，分布式能源系统能够解决电力供应不稳定的问题，提供电力和热能，促进乡村经济的发展。
四、前景展望分布式能源系统具有巨大的发展潜力和前景。
一方面，随着可再生能源和能源储存技术的不断进步，分布式能源系统的效能将越来越高，成本将越来越低，使得更多的人可以享受到清洁、可持续的能源。
分布式能源系统在供热中的应用研究
分布式能源系统在供热中的应用研究分布式能源系统是指将多种能源、多种能源设备以及负荷与能源储备分布在不同地点，通过信息通讯技术，以电子方式实现高效协调和互联互通的先进能源系统。
分布式能源系统的出现，在很大程度上改变了传统的中心化能源供应模式，成为近年来全球绿色能源发展及能源转型的重要实践。
在热能源领域，分布式能源系统的应用也越来越广泛。
分布式能源系统在供热中的应用，是针对地方政府、居民楼、社区、商业开发项目等不同需求，根据区域热负荷、季节性热负荷及冷热联合等特点确定的可行性方案，为热能源领域注入了新的活力。
一、分布式能源系统供热的概念分布式能源系统在供热领域的应用，是指在满足地方政府、居民楼、社区、商业开发项目等不同需求的情况下，将多种能源、多种能源设备以及负荷与能源储备分布在不同地点，通过信息通讯技术，以电子方式实现高效协调和互联互通的先进能源系统。
分布式能源系统的应用，可以将风能、太阳能、生物质能、燃气等多种自然能源利用起来，从而最大程度地减少对传统化石能源的使用。
二、分布式能源系统应用的优势1. 可以最大程度地利用多种自然能源，从而减少对传统化石能源的使用。
分布式能源系统的应用，可以将可再生能源如风能、太阳能等“零排放”的可再生能源利用起来，从而最大程度地减少对传统化石能源的使用，降低对环境的污染。
2. 提高能源利用效率，降低成本。
在传统的供热模式下，由于能源的集中供应，能源的输送过程存在较大的能源损失，同时还需要建设大量的输配电网络，造成成本的浪费。
而分布式能源系统将各种能源分布在不同地点，能够更加灵活地满足当地的热力需求，同时减少能源的输送与储存过程中能源损失的问题，提高能源利用效率，降低成本。
3. 提高供电的可靠性和稳定性。
分布式能源系统存在多种能源、多种能源设备以及负荷与能源储备分布在不同地点，这就意味着当某一个节点设备出现故障时，其它节点仍然可以正常供热。
从而能够提高供电的可靠性和稳定性，在一定程度上降低故障率。
热力学分析在能源供应系统中的应用
热力学分析在能源供应系统中的应用能源供应系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为各行各业提供了所需的能源。
然而，随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，如何合理高效地管理能源供应系统成为了一个亟待解决的问题。
在这个过程中，热力学分析成为了一种重要的工具，用于评估能源系统的性能和效率。
热力学是研究能量转化和传递的科学，它以能量守恒和熵增原理为基础，通过数学模型和分析方法来描述和预测热力学系统的行为。
在能源供应系统中，热力学分析可以帮助我们理解能源的转化和利用过程，从而优化系统的设计和运行。
首先，热力学分析可以用于评估能源系统的效率。
能源转化过程中不可避免地会有能量损失，热力学分析可以帮助我们定量地计算这些损失，并评估系统的能量利用效率。
例如，在燃煤发电厂中，热力学分析可以通过计算燃煤的热值和发电机组的电效率来评估整个发电系统的能源利用效率。
这有助于我们了解系统中能源的流动和转化情况，找出能量损失的原因，并采取相应的措施来提高系统的效率。
其次，热力学分析可以用于优化能源系统的设计。
通过对能量转化和传递过程的热力学分析，我们可以确定系统中各个组件的最佳工作条件和参数。
例如，在太阳能热发电系统中，热力学分析可以帮助我们确定太阳能集热器的最佳面积和工作温度，以及蓄热系统的容量和效率。
这些参数的优化可以提高系统的能量转化效率，减少能量损失，并降低系统的成本。
此外，热力学分析还可以用于评估能源系统的可持续性。
能源供应系统的可持续性是指系统在长期运行中能够持续地满足能源需求，并且对环境和资源的影响较小。
热力学分析可以通过计算系统的熵增率和热力学效率来评估系统的可持续性。
例如，在生物质能发电系统中，热力学分析可以帮助我们评估生物质的可再生性和系统的碳排放量，从而判断系统是否具有可持续性。
总之，热力学分析在能源供应系统中具有广泛的应用。
它可以帮助我们评估系统的效率、优化系统的设计，并评估系统的可持续性。
通过热力学分析，我们可以更好地理解能源的转化和利用过程，为能源供应系统的管理和优化提供科学依据。
分布式能源系统中的能量管理与优化
分布式能源系统中的能量管理与优化随着能源需求的增加和环境问题的日益突出，分布式能源系统逐渐成为了能源领域的热门话题。
分布式能源系统是指将多个小型的能源设备和能源生产装置联网，形成一个相互连接、相互交流的网络系统，实现能源的高效利用和管理。
在这个系统中，能量管理与优化是至关重要的，它涉及到能源的供给和需求的匹配，以及对能源消耗的控制和优化。
能量管理是指对分布式能源系统中的能源进行合理配置和调度，以实现系统的高效运行和能源的最佳利用。
在分布式能源系统中，能源一般以多种形式存在，包括电力、燃气、热能等。
合理进行能源管理，可以实现能源的综合利用，减少能源的浪费，降低能源成本，提高能源利用效率。
同时，能量管理还需要考虑能源的供需平衡，根据实际需求和能源供应状况，优化能源的分配和利用，确保能源的稳定供应。
能量优化是指在分布式能源系统中，通过采用先进的技术手段和优化算法，对能量进行有效利用和优化，以达到经济效益和环境效益的最大化。
能量优化涉及到多个方面，如能源生产的规划和设计、能源消费的调整和控制、能源存储和传输的优化等。
通过对能源进行优化，可以提高能源的利用效率，减少能源的浪费，降低能源消耗对环境的影响。
为了实现分布式能源系统中的能量管理和优化，我们可以采用多种方法和技术。
一种常见的方法是利用先进的智能电网技术，如物联网、大数据分析和人工智能等，实现对能源的实时监测和管理，以及对能源消耗的预测和调整。
通过智能电网技术，可以实现能源的远程监控和智能控制，及时发现和解决能源管理中的问题，提高能源利用的效率和可靠性。
另一种方法是采用优化算法和模型，对分布式能源系统进行建模和优化。
通过对系统进行建模，可以了解系统的能量供需情况，以及各个能源设备和能源生产装置之间的关系。
然后，通过运用优化算法和模型，可以对能源进行合理的分配和调度，以实现能源的最佳利用和系统的最优运行状态。
优化算法和模型可以根据不同的目标和约束条件，自动选择最佳的能源分配方案，最大化经济效益和环境效益。
分布式能源系统的评价方法
分布式能源系统的评价方法摘要：随着世界经济的高速发展，环境保护和节能要求越来越严格，分布式能源系统作为新型能源系统，迎来了其快速发展的阶段。
但分布式能源也面临初始投资大，评价指标混乱，冷热电联产输出平衡等问题，现如今分布式能源系统的研究除了主要设备（如燃料电池、斯特林发动机等）的研发外，主要集中在系统设计改进、系统的评价准则优化、系统的运行优化等方面。
随着国家对环境保护的关注，环保性评价将日益受到重视。
关键词：分布式；能源系统；评价方法分布式能源系统概述分布式能源系统是一种建立在能量梯级利用概念基础之上，分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再生能源设施。
分布式供能方式可实现冷、热、电三联产，通过将高品位的热能直接转换为高品质电能，将中低品位的热能直接转为所需的热和冷，以此将电、热、冷这 3 种能源有效地结合成 1 个系统，从而来实现能量的梯级利用。
分布式能源系统主要是由动力设备和一个系统组成。
动力设备是分布式能源系统的能量来源，其发展经历了蒸汽轮机、内燃机及外燃机、燃气轮机及微型燃气轮机、燃料电池和生物质能等可再生能源的历程。
系统的作用是实现热、电、冷三联产，目前该系统的主要工作原理是利用广义的内燃机（产生电）的排气余热，通过余热锅炉产生蒸汽供热，同时通过吸收式制冷设备供冷。
分布式能源工作原理燃气通过发电设备先发电，所发电力上网或直供客户使用。
发电设备发电过程中产生的余热（高温燃气、缸套水或其他），通过余热利用设备可提供蒸汽、热水、空调冷热水等。
热力学评价分布式能源系统的热力学评价方法主要包括热量分析法。
热量分析法是基于热力学第一定律的关于输入燃料的化学能在“数量”上的利用程度的分析方法，通常采用一次能源利用率进行评价。
火用分析法则结合热力学第一、第二定律，分析能量可利用的程度旧 J，通常采用火用效率进行评价。
分布式能源系统输出能量 ( 收益 ) 与输入一次能源量 ( 付出 ) 之比称为一次能源利用率旧j。
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分布式能源系统的热力学分析
张海洁
华电分布式能源工程技术有限公司北京100070
【摘要】分布式能源系统，相对于传统的集中供电方式而言，是指分布在用户端的、可独立地输出冷、热、电能的系统。
对我国能源系统的发展具有重要意义。
文章就分布式能源系统的热力学进行分析探讨。
【关键词】分布式；能源系统；热力学；分析
中图分类号：O414.1文献标识码：A
一、前言
文章对分布式能源系统的定义、主要形式和特点进行了介绍和阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，以DES为例，对分布式能源系统的热力学进行了分析和探讨。
二、分布式能源系统概述
1.分布式能源系统的定义
顾名思义，分布式能源系统，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。
电在已知的二次能源中最为有用，且占有绝对优势。
如果没有电，就没有了绝大多数的先进生产力。
一切高新技术的研发、应用都要在电力运行的基础上进行。
所以，保证充足、安全、有效的电力供应是非常重要的。
然而，在目前，我国只有大电厂加大电网才能够比较好地完成此任务。
估计这种状态在较长一段时间内不会改变。
分布式能源与上述比较集中的大电厂加大电网正好相反，它是把二次能源供能点分散到很多企业、社区、大厦、医院、学校、写字楼，甚至到个别家庭住宅中去。
由于分散，所以每个系统的出力都不会太大，需根据用户的具体要求而定，一般在成百上千kW以下。
如上所述，电是最主要的二次能源，所以目前通称的分布式能源系统都至少有电力输出；而只出热、出冷的简单小型供能系统，如仅供热的小锅炉装置、仅供冷的独立空调设备，是极少有人称之为分布式能源系统的。
但是，绝大多数的分布式能源系统，是除了供电之外，还同时供热及／或供冷，是多联产系统。
当然，也许还可能是多功能系统(意指除多联产输出外，输入的能源也是多种的，例如可以同时有化石能源与可再生能源输入)。
2.分布式能源系统的主要形式
分布式能源系统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。
分布式能源系统的主要形式：根据燃料不同，分布式能源系统的主要形式，可分为燃用化石能源、燃用可再生能源和燃用二次能源及垃圾燃料等几种。
燃用化石能源的动力装置有：微型燃气轮机、燃气轮机、内燃机、常规的柴油发电机、燃料电池;利用可再生能源发电技术有太阳能发电、风力发电、小水利发电、生物质发电等。
3.分布式能源系统的特点
现在世界上一些发达国家的热电效率已经达到了96％以上。
可将天然气的所有能量吃光用尽。
这一技术带来的好处是：①能源利用效率大幅度提高；②由于兼并发电，经济效益好；③冬夏实现天然气供应的平衡；④燃气价格承受能力大幅度提高。
三、以DES为例对分布式能源系统的热力学进行分析
1.微燃机DES工作原理和热力学分析
微燃机DES工作原理是：微燃机发电机组主要由压气机、燃气透平、燃烧室、回热器和发电机等组成。
空气分为2路：(1)空气经压气机压缩进入回热器预热后，再进入燃烧室，以提高燃烧温度、增强燃气透平做功能力；(2)空气对主轴承的润滑油系统进行冷却后直接排出。
天然气在燃烧室与预热空气混合燃烧，产生高温燃气进入燃气透平做功，驱动压气机和发电机。
微燃机的轴系为单轴设计，故障率较低、安装维护较方便。
燃气透平排气余热利用设备可以是余热锅炉、吸收式制冷机、除湿机等各种装置。
2.微燃机热力学分析参数设定
微燃机性能受环境空气温度影响很大。
在不同温度下，微燃机的排气量、天然气耗量和发电量均不同。
微燃机润滑油冷却空气流量为0．9kg／s，温升为30℃；单效吸收式制冷机组的额定供热量为140kW，供热时供、回水温度分别为5O℃和43℃，额定制冷量为1lOkW，制冷时供、回水温度分别为7℃和14℃。
3.微燃机DES的火用平衡和火用分析
燃烧不可逆造成的火用损失最大，其它还包括通风散热、管道散热、回热器换热等不可逆造成的火用损失。
由于主要分析火用效率斯以这一部分不分别计算，而归于其它火用损失一项，通过火用平衡计算得到。
一种较为普遍的能量分析方法是计算一次能源利用率．一次能源利用率越高，反映一次能源利用越充分。
系统冬季热电联产时的一次能源利用率除在发电功率非常低的情况下，因为单纯产热的效率低于锅炉的热效率，造成一次能源利用率较分产系统低外，随着发电
量的增加，很快超过了分产系统的一次能源利用率，并把差距进一步拉大，节能效果非常明显。
但是系统在夏季冷电联产情况下，一次能源利用率和分产系统差距较大。
虽然随着发电量增加，逐渐趋向接近，但在满负荷情况下利用率依然不及分产系统。
主要是以下两个因素造成了这种结果：第一，是微型冷热电联产系统的发电效率要低于大型集中式电站的发电效率。
第二，也是更主要的原因是吸附制冷机的制冷效率与电驱动的蒸汽蒸发式制冷机的制冷效率相差较多考虑到电厂发电效率后，也没有改观但是这并不说明微型冷热电联产系统夏季的对能量的利用比分产系统差，由于第一定律的局限性，无论什么温度的热量，冷量和电能都被视为同等级的能量，因而并不能区分能量品质等级的高下在该系统中，采用温度不到的废热，转化为有效的空调冷量。
与一次能源高温燃烧后转化为电能再得到的相同的冷，其能量转化和利用的优劣通过下面的第二定律评价标准进行衡量，得到的结果将完全不同．由于佣分析将能量中的“质”与“量”有机地结合在一起．真实地体现了能量转化过程中能量的“贬值”过程．因此将火用分析作为系统的评价准则更为科学合理。
4.过渡季节的能量分析、火用平衡和火用分析在过渡季节(春秋季)微燃机DES只发电，无需制冷或供热。
过渡季节空气温度取15℃，计算得到该系统在过渡季节的能源利用率为31．399／6，炯效率为32．54。
微燃机DES是基于能量梯级利用的复合系统，在过渡季节使用并不能体现其节能优越性，所以在过渡季节可由电网供电，以进一步提高全年的能量利用率，或生产生活热水供应用户。
5.微燃机DES应用中的一些问题
微燃机DES在夏热冬冷(如上海)地区的建筑中使用时，主要问题在于夏季冷负荷与冬季热负荷的不匹配。
例如，上海地区的办公楼冷负荷设计指标为120w／m，而热负荷指标为80W／m。
若以夏季需冷量来设计系统，则必须在冬季有效地利用排气余热，否则会降低微燃机DES的全年运行效率。
此外，城市天然气管网的配气压力亦很难满足微燃机的要求。
以TurbecT100型微燃机为例，当使用天然气增压器时可接受的最低压力为(0．002～0．1)MPa，当供气压力提高到(0．6～0．7)MPa时则无需增压器。
上海天然气管道中心城区的配气管线压力最高为0．4MPa，因此许多大中城市需配置天然气增压设备，此时必须在管道上设置缓冲装置，以避免对管道和周边其它用户造成压力波动。
四、结束语
我国的分布式能源系统的发展起步比较晚，相对于欧美等国家还有一定的差距，分布式能源系统自身的优势导致了它在能源系统方面会有大的作为，因此，应加强分布式能源系统发展力度。
参考文献：
[1]华贲．分布式能源与天然气产业在中国协同发展的历史机遇[J]．能源政策研究，2009．
[2]冯志兵，金红光．燃气轮机冷热电联产系统及其热力分析[J].动力工程，2013(4)：487-492．
分布式能源系统的热力学分析
作者：张海洁
作者单位：华电分布式能源工程技术有限公司
刊名：
城市建设理论研究（电子版）
英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年，卷(期)：2013(28)
本文链接：/Periodical_csjsllyj201328326.aspx。