分布式能源利用与控制技术
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天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的 可燃性气体。
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系 物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。 形成天然气水合物的主要气体为甲烷，一般把甲烷分子含 量超过99%的天然气水合物称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
1. 分布式能源转换设备及装置
（1） 小型燃气轮机 （2） 微型燃气轮机 （3） 燃料电池 （4） 微型蒸汽轮机--蒸汽轮机 （5） 微型水轮机和微型抽水蓄能电站 （6） 太阳能发电系统 （7） 风力发电系统
（8） 余热制冷系统 （9）热泵系统 （10）能量回收系统
机械工业出版社
第7章 分布式能源的利用与控制技术
第7章
分布式能源的利用与控制技术
机械工业出版社
第7章 分布式能源的利用与控制技术
主要内容
7.1 分布式能源的特征及其应用 7.2 天燃气、燃气发电与控制技术 7.3 氢能、氢燃料电池发电与控制技术 7.4 分布式能源的综合利用及经济技术评价
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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7.1 分布式能源的特征及其应用
利用技术之一。
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
来自百度文库
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2.分布式能源主要特征： • (1)高效性 • (2)环保性 • (3)能源利用的多样性 • (4)调峰作用 • (5)安全性和可靠性 • (6)减少国家输配电投资 • (7)解决边远地区供电
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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分布式能源的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃 料电池和燃气内燃机冷-热-电三联供等多种形式；
主要技术有：
电能有效利用（EUEE，Efficient Utilization of Electrical Energy）、智能通信技术（ICT，Information and Communications Technology）、智能模块（Smart Box）、主动网络管理 （ANM，Active Network Management）以及微网（Micro-Grids）和智能电网 （Smart-Grids），并实现整合预期能源发展的柔性电网 （FENIX，Flexible Electricity Networks to Integrate the eXpected 'energy evolution）。
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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1. 分布式能源的定义
国际分布式能源联盟（WADE，World Alliance for Decentralized Energy ）对“分布式能源”给出的
定义是：发电系统能够在消费地点或很近的地方发电，并 具有： ①高效的利用发电产生的废能生产热和电； ②现场端的可再生能源系统； ③包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循
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2. 分布式能源中的系统优化技术
（1）多种能源系统整合优化 （2）将分布式能源与交通系统整合优化 （3）分布式能源系统电网接入研究 （4）储能技术 （5）地源储能技术 （6）网络式能源系统
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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3. 分布式能源中的资源利用技术
（1）天然气凝结水技术 （2）将分布式能源与大棚结合的技术 （3）利用发电制冷的冷却水生产生活热水的技术 （4）空调系统废热回收技术 （5）污水水源热泵系统 （6）小型生物质沼气生产技术
环利用系统。 这些系统就称为分布式能源系统，而不考虑这些项目的 规模、燃料或技术，及该系统是否联接电网等条件。
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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国际公认的两个具有发展前途、重要的分布式能 源利用形式：
• 微型燃气机发电机组，这是实现热电联产、高效利
用能源和节能的主要形式；
• “燃料电池”技术，这也是未来主要的分布式能源
7.1.1 分布式能源的特征
分布式能源也叫分布式资源（DER，Distributed Energy Resources），是一种能源的分布式应用系统，实 现用户端的能源综合利用，相对于传统的集中供电方式而言， 是指将冷--热--电系统以小规模、小容量（数kW—50MW）、 模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出冷 （Cooling）、热（Heating）、电能（Power）的系统。
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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7.2.1 天然气的特征与利用
1. 天然气的特征 存在方式： （1）占据大的岩石粒间孔隙； （2）以球粒状散布于细粒岩石中； （3）以固体形式填充在裂缝中； （4）大固态水合物伴随少量沉积物。
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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气水合物与冰、含气水合物层与冰层之间有明显的相似性： （1）相同的组合状态的变化——流体转化为固体； （2）均属放热过程，并产生很大的热效应； （3）结冰或形成水合物时水体积均增大； （4）水中溶有盐时，二者相平衡温度降低，只有淡水才能转化为冰或 水合物； （5）冰与气水合物的密度都不大于水，含水合物层和冻结层密度都小 于同类的水层； （6）含冰层与含水合物层的电导率都小于含水层； （7）含冰层和含水合物层弹性波的传播速度均大于含水层。
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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4. 分布式能源的主要应用形式
热-电-冷联产技术
燃气轮机发电系统
微燃气机发电系统
氢燃料电池发电系统
风力发电系统
小水电发电系统
太阳能光伏发电系统
地热能综合利用热-电联产系统
生物质能源发电系统
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7.2 天然气、燃气发电与控制技术
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3. 分布式能源的综合利用：
燃气-蒸汽联合循环发电 燃料电池发电--余热利用技术 整体煤气化联合循环（IGCC） 煤炭气化多联产 热--电--冷三联产 风--光--燃气互补多联产发电等领域。
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7.1.2 分布式能源的主要应用形式
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系 物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。 形成天然气水合物的主要气体为甲烷，一般把甲烷分子含 量超过99%的天然气水合物称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
1. 分布式能源转换设备及装置
（1） 小型燃气轮机 （2） 微型燃气轮机 （3） 燃料电池 （4） 微型蒸汽轮机--蒸汽轮机 （5） 微型水轮机和微型抽水蓄能电站 （6） 太阳能发电系统 （7） 风力发电系统
（8） 余热制冷系统 （9）热泵系统 （10）能量回收系统
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主要内容
7.1 分布式能源的特征及其应用 7.2 天燃气、燃气发电与控制技术 7.3 氢能、氢燃料电池发电与控制技术 7.4 分布式能源的综合利用及经济技术评价
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7.1 分布式能源的特征及其应用
利用技术之一。
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2.分布式能源主要特征： • (1)高效性 • (2)环保性 • (3)能源利用的多样性 • (4)调峰作用 • (5)安全性和可靠性 • (6)减少国家输配电投资 • (7)解决边远地区供电
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第7章 分布式能源的利用与控制技术
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分布式能源的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃 料电池和燃气内燃机冷-热-电三联供等多种形式；
主要技术有：
电能有效利用（EUEE，Efficient Utilization of Electrical Energy）、智能通信技术（ICT，Information and Communications Technology）、智能模块（Smart Box）、主动网络管理 （ANM，Active Network Management）以及微网（Micro-Grids）和智能电网 （Smart-Grids），并实现整合预期能源发展的柔性电网 （FENIX，Flexible Electricity Networks to Integrate the eXpected 'energy evolution）。
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1. 分布式能源的定义
国际分布式能源联盟（WADE，World Alliance for Decentralized Energy ）对“分布式能源”给出的
定义是：发电系统能够在消费地点或很近的地方发电，并 具有： ①高效的利用发电产生的废能生产热和电； ②现场端的可再生能源系统； ③包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循
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2. 分布式能源中的系统优化技术
（1）多种能源系统整合优化 （2）将分布式能源与交通系统整合优化 （3）分布式能源系统电网接入研究 （4）储能技术 （5）地源储能技术 （6）网络式能源系统
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3. 分布式能源中的资源利用技术
（1）天然气凝结水技术 （2）将分布式能源与大棚结合的技术 （3）利用发电制冷的冷却水生产生活热水的技术 （4）空调系统废热回收技术 （5）污水水源热泵系统 （6）小型生物质沼气生产技术
环利用系统。 这些系统就称为分布式能源系统，而不考虑这些项目的 规模、燃料或技术，及该系统是否联接电网等条件。
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国际公认的两个具有发展前途、重要的分布式能 源利用形式：
• 微型燃气机发电机组，这是实现热电联产、高效利
用能源和节能的主要形式；
• “燃料电池”技术，这也是未来主要的分布式能源
7.1.1 分布式能源的特征
分布式能源也叫分布式资源（DER，Distributed Energy Resources），是一种能源的分布式应用系统，实 现用户端的能源综合利用，相对于传统的集中供电方式而言， 是指将冷--热--电系统以小规模、小容量（数kW—50MW）、 模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出冷 （Cooling）、热（Heating）、电能（Power）的系统。
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7.2.1 天然气的特征与利用
1. 天然气的特征 存在方式： （1）占据大的岩石粒间孔隙； （2）以球粒状散布于细粒岩石中； （3）以固体形式填充在裂缝中； （4）大固态水合物伴随少量沉积物。
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气水合物与冰、含气水合物层与冰层之间有明显的相似性： （1）相同的组合状态的变化——流体转化为固体； （2）均属放热过程，并产生很大的热效应； （3）结冰或形成水合物时水体积均增大； （4）水中溶有盐时，二者相平衡温度降低，只有淡水才能转化为冰或 水合物； （5）冰与气水合物的密度都不大于水，含水合物层和冻结层密度都小 于同类的水层； （6）含冰层与含水合物层的电导率都小于含水层； （7）含冰层和含水合物层弹性波的传播速度均大于含水层。
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4. 分布式能源的主要应用形式
热-电-冷联产技术
燃气轮机发电系统
微燃气机发电系统
氢燃料电池发电系统
风力发电系统
小水电发电系统
太阳能光伏发电系统
地热能综合利用热-电联产系统
生物质能源发电系统
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7.2 天然气、燃气发电与控制技术
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3. 分布式能源的综合利用：
燃气-蒸汽联合循环发电 燃料电池发电--余热利用技术 整体煤气化联合循环（IGCC） 煤炭气化多联产 热--电--冷三联产 风--光--燃气互补多联产发电等领域。
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8
7.1.2 分布式能源的主要应用形式