分布式能源利用与控制技术课件

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1、第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术第第7章章分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术机械工业出版社第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术 主要内容主要内容7.1 分布式能源的特征及其应用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分布式能源的综合利用及经济技术评价机械工业出版社机械工业出版社2第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.1 分布式能源的特征

2、及其应用分布式能源的特征及其应用7.1.1 分布式能源的分布式能源的特征特征 分布式能源分布式能源也叫也叫分布式资源分布式资源（DER，Distributed Energy Resources），是一种），是一种能源的分布式应用系统能源的分布式应用系统，实，实现现用户端的能源综合利用用户端的能源综合利用，相对于传统的集中供电方式而言，相对于传统的集中供电方式而言，是指将冷是指将冷-热热-电系统以小规模、小容量（数电系统以小规模、小容量（数kW50MW）、）、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出冷模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出冷（Cooling）、热（）、热（Hea

3、ting）、电能（）、电能（Power）的系统。）的系统。机械工业出版社机械工业出版社3第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术4机械工业出版社 1. 分布式能源的分布式能源的定义定义 国际分布式能源联盟（国际分布式能源联盟（WADE，World Alliance for Decentralized Energy ）对）对“分布式能源分布式能源”给出的给出的 定义是定义是：发电系统能够在消费地点或很近的地方发电，并：发电系统能够在消费地点或很近的地方发电，并具有：具有： 高效的利用发电产生的废能生产热和电；高效的利用发电产生的废能生产热和电； 现场端的可再生能源系统；现

4、场端的可再生能源系统； 包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循 环利用系统。环利用系统。 这些系统就称为这些系统就称为分布式能源系统，分布式能源系统，而不考虑这些项目的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。规模、燃料或技术，及该系统是否联接电网等条件。第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术5机械工业出版社 国际公认的两个具有发展前途、重要的分布式国际公认的两个具有发展前途、重要的分布式能源能源利用形式利用形式：微型燃气机发电机组，微型燃气机发电机组，这是实现热电联产、高效利这是实现热电

5、联产、高效利用能源和节能的主要形式；用能源和节能的主要形式；“燃料电池燃料电池”技术，技术，这也是未来主要的分布式能源这也是未来主要的分布式能源利用技术之一。利用技术之一。 第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术2.2.分布式能源分布式能源主要特征：主要特征： (1)(1)高效性高效性 (2)(2)环保性环保性(3)(3)能源利用的多样性能源利用的多样性(4)(4)调峰作用调峰作用(5)(5)安全性和可靠性安全性和可靠性(6)(6)减少国家输配电投资减少国家输配电投资(7)(7)解决边远地区供电解决边远地区供电机械工业出版社机械工业出版社6第第7章章 分布式能源的利用

6、与控制技术分布式能源的利用与控制技术7机械工业出版社 分布式能源的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃分布式能源的先进技术包括太阳能利用、风能利用、燃料电池和燃气料电池和燃气内燃机内燃机冷冷-热热-电三联供等多种形式电三联供等多种形式； 主要技术主要技术有有： 电能有效利用电能有效利用（EUEE，Efficient Utilization of Electrical Energy）、）、智能通信技术智能通信技术（ICT，Information and Communications Technology）、）、智能模块智能模块（Smart Box）、）、主动网络管理主动网络管理 （ANM，Act

7、ive Network Management）以及微网以及微网（Micro-Grids）和）和智能电网智能电网（Smart-Grids），并实现整合预期能源发展的），并实现整合预期能源发展的柔性电网柔性电网（FENIX，Flexible Electricity Networks to Integrate the eXpected energy evolution）。）。第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术3. 分布式能源的分布式能源的综合利用综合利用：燃气燃气-蒸汽联合循环发电蒸汽联合循环发电燃料电池燃料电池发电发电-余热利用技术余热利用技术整体煤气化联合循环（整体

8、煤气化联合循环（IGCC）煤炭气化多联产煤炭气化多联产热热-电电-冷三联产冷三联产风风-光光-燃气互补多联产发电等领域。燃气互补多联产发电等领域。机械工业出版社机械工业出版社8第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.1.2 分布式能源的主要应用形式分布式能源的主要应用形式1. 分布式能源转换设备及装置分布式能源转换设备及装置（1） 小型燃气轮机小型燃气轮机（2） 微型燃气轮机微型燃气轮机（3） 燃料电池燃料电池（4） 微型蒸汽轮机微型蒸汽轮机-蒸汽轮机蒸汽轮机（5） 微型水轮机和微型抽水蓄能电站微型水轮机和微型抽水蓄能电站（6） 太阳能发电系统太阳能发电系统（7）

9、风力发电系统风力发电系统（8） 余热制冷系统余热制冷系统（9）热泵系统）热泵系统（10）能量回收系统）能量回收系统机械工业出版社机械工业出版社9第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术2. 分布式能源中的系统优化技术分布式能源中的系统优化技术（1）多种能源系统整合优化）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）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）分布式能源系统电网接入研究（4）储能技术）储能技术（5）地源储能技术）地源储能技术（6）网络式能源系统）网络式能源系统机械工业出版社机械工业出版社10第第7章章 分布式能源的利用与控制

10、技术分布式能源的利用与控制技术3. 分布式能源中的资源利用技术分布式能源中的资源利用技术（1）天然气凝结水技术）天然气凝结水技术（2）将分布式能源与大棚结合的技术）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）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）空调系统废热回收技术（5）污水水源热泵系统）污水水源热泵系统（6）小型生物质沼气生产技术）小型生物质沼气生产技术 机械工业出版社机械工业出版社11第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术4. 分布式能源的主要应用形式分布式能源的主要应用形式热热-电电-冷联产技术冷联产技术

11、燃气轮机发电系统燃气轮机发电系统微燃气机发电系统微燃气机发电系统氢燃料电池发电系统氢燃料电池发电系统风力发电系统风力发电系统小水电发电系统小水电发电系统太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统地热能综合利用热地热能综合利用热-电联产系统电联产系统生物质能源发电系统生物质能源发电系统机械工业出版社机械工业出版社12第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.2 天然气、燃气发电与控制技术天然气、燃气发电与控制技术 天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的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。可燃性气体。 组成天然气的成分如组成天然气的成分如CH4、C

12、2H6、C3H8、C4H10等同系等同系物以及物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。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量超过99%的天然气水合物称为甲烷水合物（的天然气水合物称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。）。机械工业出版社机械工业出版社13第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.2.1 7.2.1 天然气的特征与利用天然气的特征与利用 1. 1. 天然气的特征天然气的特征 存在方式：存在方式： （1 1）占据大的岩石粒间孔隙

13、；）占据大的岩石粒间孔隙； （2 2）以球粒状散布于细粒岩石中；）以球粒状散布于细粒岩石中； （3 3）以固体形式填充在裂缝中；）以固体形式填充在裂缝中； （4 4）大固态水合物伴随少量沉积物。）大固态水合物伴随少量沉积物。机械工业出版社机械工业出版社14第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术气水合物与冰、含气水合物层与冰层之间有明显的相似性：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 1）相同的组合状态的变化）相同的组合状态的变化流体转化为固体；流体转化为固体； （2 2）均属放热过程，并产生很大的热效应；）均属放热过程，并产生很大的热效应； （3

14、3）结冰或形成水合物时水体积均增大；）结冰或形成水合物时水体积均增大； （4 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；水合物； （5 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）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；于同类的水层； （6 6）含冰层与含水合物层的电导率都小于含水层；）含冰层与含水合物层的电导率都小于含水层； （7 7）含冰层和含水合物层弹性波的传播速度均大于含水层。）含冰层和含水合物层弹性波的传播速度均大于含水层。 机械工业出版社机械工业出

15、版社15第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术我国天然气的现状我国天然气的现状（1）天然气在中国是一种稀缺资源）天然气在中国是一种稀缺资源（2）中国能否创造一条高效利用天然气的独特道路）中国能否创造一条高效利用天然气的独特道路（3）电力与天然气应统筹安排合理利用）电力与天然气应统筹安排合理利用（4）分布式能源供给体系发展长期滞后）分布式能源供给体系发展长期滞后机械工业出版社机械工业出版社16第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术世界天然气的发展前景世界天然气的发展前景世世界界天天然然气气供供给给前前景景机械工业出版社机械工业出版社17第第7章

16、章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术世界天然气需求趋势世界天然气需求趋势机械工业出版社机械工业出版社18第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术世界天然气贸易前景世界天然气贸易前景机械工业出版社机械工业出版社19第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术世界天然气价格展望世界天然气价格展望机械工业出版社机械工业出版社20第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.2.2 7.2.2 小型燃气轮机发电机组小型燃气轮机发电机组燃气轮机按功率分为：燃气轮机按功率分为：大型燃机大型燃机(100MW(100MW以上

17、以上) ) 中型燃机中型燃机(20(20100MW )100MW ) 小型燃机小型燃机(20MW(20MW以下以下) ) 微型燃机微型燃机( (小于小于300kW)300kW) 机械工业出版社机械工业出版社21第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术燃气轮机又可分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机燃气轮机又可分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机轻型燃气轮机轻型燃气轮机为航空发动机的转型产品，如为航空发动机的转型产品，如LM6000PCLM6000PC和和FT8FT8燃气轮机，燃气轮机，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电其优势在于装机快、体积小、启动快、简单

18、循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。力调峰、船舶动力。重型燃气轮机重型燃气轮机为工业型燃机，如为工业型燃机，如GT26GT26和和PG6561BPG6561B等燃气轮机，其优势等燃气轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电冷联产。发电、热电冷联产。轻型燃气轮机轻型燃气轮机重型燃气轮机重型燃气轮机机械工业出版社机械工业出版社22第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术1. 1. 燃气轮机的工作原理燃气轮机的工作原理燃气轮机工作原理燃气轮机工作原理 燃气轮机优点：燃气轮

19、机优点：效率高、功率大、体积小、效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低、寿命投资省、运行成本低、寿命周期较长等。周期较长等。主要用于发电、交通和工业主要用于发电、交通和工业动力。动力。燃气轮机由燃烧室、压气机、轮机装置组成燃气轮机由燃烧室、压气机、轮机装置组成 机械工业出版社机械工业出版社23第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术2. 2. 燃气轮机的发电方式燃气轮机的发电方式（1 1）简单循环发电）简单循环发电由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统 优点：装机快、起停灵活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。优点：装机快、起停灵

20、活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。美国美国GEGE公司的公司的LM6000PCLM6000PC轻型燃气轮机是目前效率较高的开式循环系统，轻型燃气轮机是目前效率较高的开式循环系统，其发电效率为其发电效率为43%43%。机械工业出版社机械工业出版社24第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（2 2）前置循环热电联产或发电）前置循环热电联产或发电组成：组成：由燃气轮机、发电机与余热锅炉共同组成的循环系统。由燃气轮机、发电机与余热锅炉共同组成的循环系统。工作原理：工作原理：它将燃气轮机作功后排出的高温废烟气通过余热锅炉回收，它将燃气轮机作功后排出的高温废烟气通过余热锅炉

21、回收， 转换为蒸汽或热水加以利用。转换为蒸汽或热水加以利用。应用：应用：热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注燃气轮机提高燃气轮机出热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注燃气轮机提高燃气轮机出 力和效率。力和效率。 改进：改进：为提高供热的灵活性，大多数前置循环热电联产机组采用余热锅为提高供热的灵活性，大多数前置循环热电联产机组采用余热锅 炉回补燃烧技术，补燃时的总效率超过炉回补燃烧技术，补燃时的总效率超过90%90%。机械工业出版社机械工业出版社25第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（3 3） 联合循环发电或热电联产联合循环发电或热电联产组成：组成：燃气轮机及发电机与余

22、热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽 汽式或背压式）共同组成的循环系统。汽式或背压式）共同组成的循环系统。工作原理：工作原理：它将燃气轮机作功后排出的高温废烟气通过余热锅炉回收转它将燃气轮机作功后排出的高温废烟气通过余热锅炉回收转 换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功 后的废气用于供热。后的废气用于供热。应用：应用：主要用于发电和热电联产。主要用于发电和热电联产。ABBABB公司的公司的GT26GT261 1产品作为高效率发产品作为高效率发 电的代表性联合循环系统，发电效

23、率达到电的代表性联合循环系统，发电效率达到58.5%58.5%。机械工业出版社机械工业出版社26第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（4 4）整体化循环）整体化循环组成：组成：由煤气发生炉、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机共同组成的循由煤气发生炉、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机共同组成的循 环系统，也称为环系统，也称为IGCCIGCC。 优点：优点：主要解决使用低廉的固体化石燃料代替燃气轮机使用的气体、主要解决使用低廉的固体化石燃料代替燃气轮机使用的气体、 液体燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。液体燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。 作用：作用：可作为城市煤气

24、、电力、集中供热和集中制冷、以及建材、化可作为城市煤气、电力、集中供热和集中制冷、以及建材、化 工原料综合供应系统。目前，工原料综合供应系统。目前，GEGE公司使用公司使用MS7001FMS7001F技术组成的整技术组成的整 体循环系统，发电效率可达到体循环系统，发电效率可达到42%42%。 机械工业出版社机械工业出版社27第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（5 5） 核燃联合循环核燃联合循环组成：组成：由燃气轮机、余热锅炉和核反应堆、蒸汽轮机共同组成的发电循由燃气轮机、余热锅炉和核反应堆、蒸汽轮机共同组成的发电循 环系统。环系统。工作原理：工作原理：通过燃气轮机

25、排出的烟气再为热核反应堆输出蒸汽。通过燃气轮机排出的烟气再为热核反应堆输出蒸汽。应用：应用：主要是为了提高核反应堆蒸汽的温度、压力，提高蒸汽轮机效主要是为了提高核反应堆蒸汽的温度、压力，提高蒸汽轮机效 率，降低蒸汽轮机部分的工程造价。率，降低蒸汽轮机部分的工程造价。机械工业出版社机械工业出版社28第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（6 6） 燃机辅助循环燃机辅助循环 工作原理工作原理: : 在以煤、油等为燃料的后置循环发电汽轮机组中，使用小型燃气在以煤、油等为燃料的后置循环发电汽轮机组中，使用小型燃气轮机作为电站辅助循环系统，为锅炉预热、鼓风，改善燃烧，提高轮机作

26、为电站辅助循环系统，为锅炉预热、鼓风，改善燃烧，提高效率，并将动力直接用于驱动给水泵。效率，并将动力直接用于驱动给水泵。19471947年美国第一台工业用途年美国第一台工业用途的燃气轮机就是采用该种方式参与发电循环系统的。的燃气轮机就是采用该种方式参与发电循环系统的。机械工业出版社机械工业出版社29第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（7 7） 燃气烟气联合循环燃气烟气联合循环组成：组成：由燃气轮机和烟气轮机组成的循环系统。由燃气轮机和烟气轮机组成的循环系统。工作原理：工作原理：利用燃气轮机排放烟气中的剩余压力和热力进一步推动烟气利用燃气轮机排放烟气中的剩余压力和热

27、力进一步推动烟气 轮机发电。轮机发电。特点：特点：该系统与燃气蒸汽联合循环系统比较可完全不用水，但烟气轮机该系统与燃气蒸汽联合循环系统比较可完全不用水，但烟气轮机 造价较高，还未能广泛使用。造价较高，还未能广泛使用。机械工业出版社机械工业出版社30第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（8 8） 燃气热泵联合循环燃气热泵联合循环组成：组成：由燃气轮机和烟气热泵，燃气轮机、烟气轮机和烟气热泵，或燃由燃气轮机和烟气热泵，燃气轮机、烟气轮机和烟气热泵，或燃 气轮机、余热锅炉、蒸汽热泵，以及燃气轮机、余热锅炉、蒸汽气轮机、余热锅炉、蒸汽热泵，以及燃气轮机、余热锅炉、蒸汽 轮机

28、和蒸汽（烟气）热泵组成的能源利用系统。轮机和蒸汽（烟气）热泵组成的能源利用系统。工作原理：工作原理：该系统在燃气轮机、烟气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机等设备该系统在燃气轮机、烟气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机等设备 完成能量利用循环后，进一步利用热泵对烟气、蒸汽、热水完成能量利用循环后，进一步利用热泵对烟气、蒸汽、热水 和冷却水中的余热进行深度回收利用，或用动力直接推动热泵。和冷却水中的余热进行深度回收利用，或用动力直接推动热泵。机械工业出版社机械工业出版社31第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术应用：应用：这一工艺可用作热电联产、热电冷联产、热冷联产、电冷联产、这一工艺可用

29、作热电联产、热电冷联产、热冷联产、电冷联产、 直接供热或直接制冷利用。直接供热或直接制冷利用。特点：特点：该系统热效率极高，如果用于直接供热，热效率可达该系统热效率极高，如果用于直接供热，热效率可达150%150%，是未，是未 来能源利用的主要趋势之一。来能源利用的主要趋势之一。机械工业出版社机械工业出版社32第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（9 9） 燃料电池燃料电池燃气轮机联合循环燃气轮机联合循环组成：组成：由燃料电池和燃气涡轮机结合在一起的发电设备。由燃料电池和燃气涡轮机结合在一起的发电设备。工作原理：工作原理：电池以天然气为燃料，能放出高温高压的废气流，

30、燃气涡轮电池以天然气为燃料，能放出高温高压的废气流，燃气涡轮 机则用燃料电池产生的热废气流产生电力。机则用燃料电池产生的热废气流产生电力。 特点：特点：污染少；污染少； 只要有天然气和空气存在，燃料电池就能工作；只要有天然气和空气存在，燃料电池就能工作； 发电效率高达发电效率高达55%55%，燃煤发电效率，燃煤发电效率35%35%，燃气涡轮机发电效率，燃气涡轮机发电效率50%50%。机械工业出版社机械工业出版社33第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术 根据国际实际应用经验，发展热电联产特别是小型燃气轮机热电冷联根据国际实际应用经验，发展热电联产特别是小型燃气轮机热电

31、冷联产，是合理利用天然气资源的最佳途径和最有效手段。产，是合理利用天然气资源的最佳途径和最有效手段。优势：提高能源利用效率，有效改善环境；优势：提高能源利用效率，有效改善环境； 提高天然气的储采比；提高天然气的储采比； 降低开采、输送成本；降低开采、输送成本； 实现全系统优化；实现全系统优化； 降低气价、提高用户的市场竞争能力。降低气价、提高用户的市场竞争能力。机械工业出版社机械工业出版社34第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术 从我国西气东输沿线的能源设施布局看，主要是发展单机从我国西气东输沿线的能源设施布局看，主要是发展单机3 315MW15MW、全厂总装机小于

32、全厂总装机小于30MW30MW、蒸汽供应能力、蒸汽供应能力200200吨之内的小型燃气轮机热电冷吨之内的小型燃气轮机热电冷联产项目，以现有区域、企业自备热电厂改造为主。联产项目，以现有区域、企业自备热电厂改造为主。 小型燃气轮机热电冷联产的方式极为多样，小型燃气轮机热电联产小型燃气轮机热电冷联产的方式极为多样，小型燃气轮机热电联产是全世界新能源开发与利用的趋势。是全世界新能源开发与利用的趋势。 机械工业出版社机械工业出版社35第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术3. 3. 小型燃气轮机小型燃气轮机发电的特点发电的特点小型燃气轮机正在进行三大技术革命：小型燃气轮机正在

33、进行三大技术革命：第一是第一是回热利用技术回热利用技术提高发电效率；提高发电效率；第二是第二是永磁发电机与大功率晶体管可控变频技术永磁发电机与大功率晶体管可控变频技术保障并网的安全可保障并网的安全可 靠，提高自动化控制能力，降低生产成本；靠，提高自动化控制能力，降低生产成本；第三是第三是直接与余热溴化锂空调联合循环技术直接与余热溴化锂空调联合循环技术省略了锅炉、化学水系统省略了锅炉、化学水系统 等设备，大大方便了用户。等设备，大大方便了用户。机械工业出版社机械工业出版社36第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术发电效率高；发电效率高；环保好；环保好；运行方式灵活；运行

34、方式灵活；耗水少：耗水少：占地少；占地少；建设周期短。建设周期短。燃气轮机联合循环发电的优点：燃气轮机联合循环发电的优点：机械工业出版社机械工业出版社37第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术我国缺电的边疆、油气田等地区，需要建设燃机电厂；我国缺电的边疆、油气田等地区，需要建设燃机电厂；50MW50MW燃煤机组的关停、为符合转改燃机电厂者提供了出路；燃煤机组的关停、为符合转改燃机电厂者提供了出路；因环保需要，将燃煤供热厂改造为燃机联合循环热电联供的热电厂；因环保需要，将燃煤供热厂改造为燃机联合循环热电联供的热电厂；解决天然气供需不平衡的矛盾；解决天然气供需不平衡的矛盾

35、；东部沿海对引进气源的需求与利用；东部沿海对引进气源的需求与利用；燃机电厂走向世界；燃机电厂走向世界；建议采用建议采用TDTD循环技术、走核电与燃气轮机联合循环相结合的发电道路。循环技术、走核电与燃气轮机联合循环相结合的发电道路。燃机电厂建设新方向：燃机电厂建设新方向： 机械工业出版社机械工业出版社38第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.2.3 7.2.3 微型燃气机发电机组微型燃气机发电机组 微型燃气轮机发电是把飞机发动机的燃气轮机小型化，使用天然气微型燃气轮机发电是把飞机发动机的燃气轮机小型化，使用天然气等做燃料，产生高温、高压气体，推进发电机发电。等做燃料

36、，产生高温、高压气体，推进发电机发电。 技术特征：发电容量小，一般在技术特征：发电容量小，一般在3030至至80kW80kW； 占地面积少，设备大小犹如一台电冰箱；占地面积少，设备大小犹如一台电冰箱； 可以使用各种油、气作燃料；可以使用各种油、气作燃料； 构成构成“热电并用系统热电并用系统”，从而提高能源综合利用效率；，从而提高能源综合利用效率； 废气排出少，对环境污染程度较轻；废气排出少，对环境污染程度较轻； 适合于企业、医院、学校乃至家庭等分散使用。适合于企业、医院、学校乃至家庭等分散使用。机械工业出版社机械工业出版社39第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术微型

37、燃气轮机发电机涉及微型燃气轮机发电机涉及5 5种关键技术：种关键技术：液体或气体燃料；液体或气体燃料；用于发电的透平交流发电机；用于发电的透平交流发电机；产生高效热能的热交换器；产生高效热能的热交换器；将电能转换成低压电能供给不同用户的功率调节器；将电能转换成低压电能供给不同用户的功率调节器；为天然气燃料提供合适压力的燃气涡轮增压机。为天然气燃料提供合适压力的燃气涡轮增压机。机械工业出版社机械工业出版社40第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术微型燃气轮机的发展现状微型燃气轮机的发展现状开发生产厂商主要集中在：北美、瑞典、英国和日本。开发生产厂商主要集中在：北美、瑞典

38、、英国和日本。具有代表性的厂家：英国的宝曼（具有代表性的厂家：英国的宝曼（BOWMANBOWMAN）公司、美国的卡普斯通）公司、美国的卡普斯通 （CAPSTONECAPSTONE）和霍尼韦尔（）和霍尼韦尔（HONEYWELLHONEYWELL）公司。）公司。已商业化的容量为已商业化的容量为2525100kW100kW，目前正在开发，目前正在开发200200400kW400kW的微型燃气轮机。的微型燃气轮机。我国的现状：我国已经具备一定的研究和生产能力，生产与制造水平有了长我国的现状：我国已经具备一定的研究和生产能力，生产与制造水平有了长足的进步。足的进步。机械工业出版社机械工业出版社41第第7

39、章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术1. 1. 微型燃气轮机的微型燃气轮机的工作原理工作原理 微型微型燃气轮机燃气轮机是一种将气体或液体燃料（如天然气、燃油）燃烧产生的是一种将气体或液体燃料（如天然气、燃油）燃烧产生的热能转化为机械能的旋转式叶轮动力机械装置热能转化为机械能的旋转式叶轮动力机械装置。 主要结构有主要结构有3部分：部分：压气机（空气压缩机）、燃烧室、透平（动力涡轮）。压气机（空气压缩机）、燃烧室、透平（动力涡轮）。微型燃气轮机的核心技术包括：微型燃气轮机的核心技术包括：利用空气轴承保持一个整体化的高速转利用空气轴承保持一个整体化的高速转子在子在6 61515

40、万万r/minr/min状态下运行，驱动小型永磁式中频发电机发电。状态下运行，驱动小型永磁式中频发电机发电。机械工业出版社机械工业出版社42第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术 回热系统回热系统 在回热系统中，透平（动力涡轮机）产生的烟气温度很高，通常被排在回热系统中，透平（动力涡轮机）产生的烟气温度很高，通常被排入大气中或再加以回收利用（如利用余热锅炉进行联合循环）。入大气中或再加以回收利用（如利用余热锅炉进行联合循环）。 微型燃机的余热可用于船舶、汽车动力，制冷、采暖，以及生产净水。微型燃机的余热可用于船舶、汽车动力，制冷、采暖，以及生产净水。通过能源的梯级利用

41、，燃料通过热电联产装置发电后，变为低品位的热通过能源的梯级利用，燃料通过热电联产装置发电后，变为低品位的热能用于采暖、生活供热等用途的供热，这一热量也可驱动吸收式制冷机，能用于采暖、生活供热等用途的供热，这一热量也可驱动吸收式制冷机，用于夏季的空调，从而形成热电冷三联供系统。用于夏季的空调，从而形成热电冷三联供系统。 为了协调热、电和冷三种动态负荷，实现最佳的整体系统经济性，系为了协调热、电和冷三种动态负荷，实现最佳的整体系统经济性，系统往往需要设置压缩式制冷机和锅炉，甚至蓄能装置等。统往往需要设置压缩式制冷机和锅炉，甚至蓄能装置等。 机械工业出版社机械工业出版社43第第7章章 分布式能源的利

42、用与控制技术分布式能源的利用与控制技术2. 2. 微型燃气轮机发电机组的特点微型燃气轮机发电机组的特点（1 1）与往复式燃机相比，微型燃机具有以下优点：）与往复式燃机相比，微型燃机具有以下优点：结构紧凑、体积小、重量轻、是传统燃机体积的结构紧凑、体积小、重量轻、是传统燃机体积的1/41/4；使用多种燃料、排放低，尤其是使用天然气；使用多种燃料、排放低，尤其是使用天然气；可多台组合运行，加上蓄热水柜，能够灵活、可靠地对不断变化中的热、可多台组合运行，加上蓄热水柜，能够灵活、可靠地对不断变化中的热、电需求进行适时调节；电需求进行适时调节；能通过电话线和远程计算机通信系统实现自动运行、无需人员值守，

43、运能通过电话线和远程计算机通信系统实现自动运行、无需人员值守，运行费用低；行费用低；燃气不用增压，可以直接从燃气高压管网取气，也可从低压管网送气；燃气不用增压，可以直接从燃气高压管网取气，也可从低压管网送气；机械工业出版社机械工业出版社44第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术直燃机可实现热电冷联产，也可通过生产热水，与热水空调组合运行；直燃机可实现热电冷联产，也可通过生产热水，与热水空调组合运行；投资低，用户端的能量利用效率高，设备运行效费比高；投资低，用户端的能量利用效率高，设备运行效费比高；环境效益极佳，氮氧化物的排放量仅为环境效益极佳，氮氧化物的排放量仅为25

44、mg25mgL L，是燃气锅炉无法相，是燃气锅炉无法相比的；比的；无振动、寿命长、运行成本低；设计简单、备用件少、生产成本低；无振动、寿命长、运行成本低；设计简单、备用件少、生产成本低；通过调节转速，即使不是满载负荷运转，效率也非常高。通过调节转速，即使不是满载负荷运转，效率也非常高。机械工业出版社机械工业出版社45第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（2 2） 与电站相比，微型燃气轮机具有以下优势与电站相比，微型燃气轮机具有以下优势没有或很低的输配电损耗；没有或很低的输配电损耗；可避免或延缓增加输配电成本；可避免或延缓增加输配电成本；利用燃机产生的热烟气可进行高效

45、率的热电联产；利用燃机产生的热烟气可进行高效率的热电联产；适合多种热电比的变化，可使系统根据热或电的需求进行调节，从而适合多种热电比的变化，可使系统根据热或电的需求进行调节，从而增加设备利用率；增加设备利用率；机械工业出版社机械工业出版社46第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术用户可自行控制；用户可自行控制；可进行遥控和监测区域电力质量和性能；可进行遥控和监测区域电力质量和性能；分布式能源供给系统，具有灵活、安全、清洁、高效的特点；分布式能源供给系统，具有灵活、安全、清洁、高效的特点；在成本增加很小的情况下实现增加装机容量，建设周期短、环保压力在成本增加很小的情况下

46、实现增加装机容量，建设周期短、环保压力小、土建和安装成本低。小、土建和安装成本低。机械工业出版社机械工业出版社47第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（3 3）主要缺点：）主要缺点：技术相对较新，甚至不成熟；技术相对较新，甚至不成熟；发电效率偏低，目前不超过发电效率偏低，目前不超过30%30%；高度依赖信息与电子技术，必须与因特网技术同步发展，依靠网络和高度依赖信息与电子技术，必须与因特网技术同步发展，依靠网络和无线通信技术获得远程监控与技术支持。无线通信技术获得远程监控与技术支持。机械工业出版社机械工业出版社48第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利

47、用与控制技术微型燃气轮机的应用范畴：微型燃气轮机的应用范畴：分布式能源供给系统；移动电站；分布式能源供给系统；移动电站；不间断供电系统；不间断供电系统；航空工业用地面电力机组；航空工业用地面电力机组；军队、学校、医院、机关、住宅等用户的备用电源；军队、学校、医院、机关、住宅等用户的备用电源；新能源新能源/ /环保项目（垃圾填埋环保项目（垃圾填埋/ /生物应用）等领域。生物应用）等领域。机械工业出版社机械工业出版社49第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.2.4 7.2.4 微型燃气发电机组的电气系统与控制技术微型燃气发电机组的电气系统与控制技术 微型燃气轮机发电机

48、组具有灵活使用的特点，结合信息技术及物联网微型燃气轮机发电机组具有灵活使用的特点，结合信息技术及物联网技术，在未来的能源系统中将占据重要的位置。技术，在未来的能源系统中将占据重要的位置。 各类电力电子变换电源的构成都离不开有源器件（电力电子器件、微各类电力电子变换电源的构成都离不开有源器件（电力电子器件、微电子器件）和无源器件（电容、电阻、电感和变压器），无源器件中的电子器件）和无源器件（电容、电阻、电感和变压器），无源器件中的电感、变压器和电容器约占整机电源重量或体积的电感、变压器和电容器约占整机电源重量或体积的50%50%以上。以上。 发展趋势：发展趋势： 微型燃机发电机组的中频化（微型燃

49、机发电机组的中频化（1000Hz1000Hz以上）、中压化（以上）、中压化（1000V1000V以上）以上） 提高发电机转子转速和输出电压的幅值；提高发电机转子转速和输出电压的幅值； 降低输出电流、导线直径和发热。降低输出电流、导线直径和发热。机械工业出版社机械工业出版社50第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术1. 1. 电源变换与控制系统的构成与功能电源变换与控制系统的构成与功能100kW100kW三相三相AC/DCAC/DC主变换器（整流器）主变换器（整流器）：将三相将三相5005001200Hz1200Hz、400400900V900V变化的交流电压经整流变为

50、变化的交流电压经整流变为540V540V直流电压。直流电压。100kW 100kW 三相三相DC/AC DC/AC 主变换器（逆变器）主变换器（逆变器）：将将540V540V直流电压逆变为三相直流电压逆变为三相50Hz/400V50Hz/400V恒频、恒压的工频交流电压；恒频、恒压的工频交流电压；启动时变为启动时变为500Hz/400V500Hz/400V电源。电源。3kW 3kW 三相三相DC/AC DC/AC 变换器（逆变器）变换器（逆变器）：将将540V540V的直流电压逆变为三相的直流电压逆变为三相0 050Hz/400V50Hz/400V交流变频电源，驱动燃机增压器电动机，控制燃料增

51、压器电动机交流变频电源，驱动燃机增压器电动机，控制燃料增压器电动机作变频调速运行，燃机启动阶段由蓄电池供电。作变频调速运行，燃机启动阶段由蓄电池供电。机械工业出版社机械工业出版社51第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术DC-DCDC-DC双向（可逆）变换器双向（可逆）变换器：为蓄电池充电或放电提供双向变换通为蓄电池充电或放电提供双向变换通道，并根据蓄电池的充电特性限制充放电电流。道，并根据蓄电池的充电特性限制充放电电流。100kW/50Hz100kW/50Hz三相隔离变压器三相隔离变压器：具有滤波和隔离作用，同时减缓操作具有滤波和隔离作用，同时减缓操作冲击；利用变压

52、器原副边绕组的感性特征，还可对输出电流低通滤冲击；利用变压器原副边绕组的感性特征，还可对输出电流低通滤波，使其变为平滑的正弦波形；变压器副侧绕组通常波，使其变为平滑的正弦波形；变压器副侧绕组通常Y Y接、带中心抽接、带中心抽头，以便构成三相四线的供电制式。头，以便构成三相四线的供电制式。 机械工业出版社机械工业出版社52第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术2. 2. 电源变换与控制系统的技术指标电源变换与控制系统的技术指标100kW100kW三相三相AC-DCAC-DC主变换器：主变换器：必须选用快速晶闸管；并且触发电路的同必须选用快速晶闸管；并且触发电路的同步信号

53、必须快速跟踪发电机的电压频率，因此触发电路应具有频率锁相功步信号必须快速跟踪发电机的电压频率，因此触发电路应具有频率锁相功能。能。100kW100kW三相三相DC-AC DC-AC 主变换器：主变换器： 启动时为发电机提供宽范围的变频电源，驱动发电机作电动运行，频启动时为发电机提供宽范围的变频电源，驱动发电机作电动运行，频率变化在率变化在0 0500Hz500Hz范围内变化，使发电机实现平稳的软启动；范围内变化，使发电机实现平稳的软启动； 启动结束后，为负载提供启动结束后，为负载提供50Hz/400V50Hz/400V的三相四线制恒频恒压电源；的三相四线制恒频恒压电源； 它的工作频率变化范围大

54、，对控制电路它的工作频率变化范围大，对控制电路PWMPWM调制的动态特性要求高、调制的动态特性要求高、控制较复杂。控制较复杂。机械工业出版社机械工业出版社53第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术系统采用微机协调控制和故障诊断：系统采用微机协调控制和故障诊断：预测可能发生的故障，及时显示、预测可能发生的故障，及时显示、报警，提高系统的可靠性。报警，提高系统的可靠性。主要技术经济指标：主要技术经济指标：额定功率为额定功率为100kW100kW；输出的交流电压有效值为；输出的交流电压有效值为400V/400V/三相四线制；稳态输出电压调整率三相四线制；稳态输出电压调整率1

55、1；瞬态输出电压调整；瞬态输出电压调整率率15%15%+20%+20%；启动时电压稳定时间；启动时电压稳定时间1.5s1.5s；电压波动率；电压波动率0.8%0.8%；线电压正弦波形总畸变率线电压正弦波形总畸变率3%3%；输出额定频率；输出额定频率50Hz50Hz；稳态输出频率调；稳态输出频率调整率整率3 3；瞬态输出频率调整率；瞬态输出频率调整率77；启动时频率稳定时间；启动时频率稳定时间5s5s；频率波动率；频率波动率1.01.0。机械工业出版社机械工业出版社54第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术4. 电网供电及控制电网供电及控制(1)(1)电网主接线电网主接

56、线(2)(2)发电机组电气控制屏发电机组电气控制屏(3)(3)热工自动化：热工自动化：控制范围为单循环燃气轮机发电机组、天然气增压控制范围为单循环燃气轮机发电机组、天然气增压站消防水系统、天然气预处理等辅助工艺的监视和控制，另外在站消防水系统、天然气预处理等辅助工艺的监视和控制，另外在设计上留有以后采用联合循环的余地。设计上留有以后采用联合循环的余地。 (4)(4)控制方式分类：控制方式分类：集中控制与分散控制。集中控制与分散控制。 (5)(5)燃气轮机和电站控制：燃气轮机和电站控制：包含有转速与温度保护和控制、升速和减包含有转速与温度保护和控制、升速和减速控制、进气阀控制、入口进气导叶控制、

57、可动静叶片控制、燃速控制、进气阀控制、入口进气导叶控制、可动静叶片控制、燃气轮机性能监控、启动顺序控制、失速报警和停机保护等气轮机性能监控、启动顺序控制、失速报警和停机保护等 。机械工业出版社机械工业出版社55第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.3 氢能、氢燃料电池发电与控制技术氢能、氢燃料电池发电与控制技术7.3.1 7.3.1 氢能及其利用氢能及其利用 1. 氢能简介氢能简介 氢是一种理想的新的氢是一种理想的新的“含能体能源含能体能源”，氢能在二十一世纪有可能在世界氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。能源舞台上成为一种举足轻重的

58、二次能源。 氢有以下特点：氢有以下特点：氢的氢的重量最轻重量最轻；氢的；氢的导热性最好导热性最好；氢是；氢是最普遍的元素最普遍的元素；氢的发热值氢的发热值最高；最高；氢燃烧性能好、点燃快，燃点高，燃烧速度快氢燃烧性能好、点燃快，燃点高，燃烧速度快；氢是；氢是最清洁最清洁的能源；的能源；氢能利用形式多氢能利用形式多；能以多种形式存在以；能以多种形式存在以适应贮运适应贮运。机械工业出版社机械工业出版社56第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术2. 氢能氢能的利用的利用 氢是一种理想的航天动力燃料氢是一种理想的航天动力燃料氢是一种理想的氢是一种理想的车辆车辆动力燃料动力燃料

59、氢是氢是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料氢是燃料电池的重要燃料氢是燃料电池的重要燃料机械工业出版社机械工业出版社57第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.3.2 7.3.2 氢燃料电池的特性与分类氢燃料电池的特性与分类 1. 燃料电池燃料电池 按电解质性质不同来区分，有碱性燃料电池（按电解质性质不同来区分，有碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell，AFC）、质子交换膜燃料电池（）、质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）、磷酸燃料电池（

60、）、磷酸燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（）、熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）、固态氧化物燃料电池（）、固态氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）5种不同电解质的燃料电池。种不同电解质的燃料电池。机械工业出版社机械工业出版社58第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.3.3 7.3.3 氢燃料电池发电系统的组成与工作原理氢燃料电池发电系统的组成与工作原理燃 料重整系统空气供应系统控制系统DC-AC变换系统剩气循环系统排热回收

61、系统燃料燃料空气电力热输出（高温燃料电池）机械工业出版社机械工业出版社59第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术（1） 燃料重整系统。将得到的燃料转化为燃料电池能使用的以氢为主燃料重整系统。将得到的燃料转化为燃料电池能使用的以氢为主 成分的一个转换系统。成分的一个转换系统。（2） 空气供应系统。空气供应系统。 可以使用马达驱动的送风机或空气压缩机。可以使用马达驱动的送风机或空气压缩机。（3） DC-AC变换系统。变换系统。 直流到交流的逆变装置。直流到交流的逆变装置。（4） 排热回收系统。排热回收系统。 用于回收燃料电池发电时产生的热能。用于回收燃料电池发电时产生的热

62、能。（5） 控制系统。控制系统。 燃料电池发电是的起动、停止、运行、外接负载等的控燃料电池发电是的起动、停止、运行、外接负载等的控 制装置。制装置。（6） 剩余气体循环系统。剩余气体循环系统。 在高温燃料电池发电装置中，由于燃料电池排在高温燃料电池发电装置中，由于燃料电池排 热温度高，因此安装可以使用蒸汽轮机与燃气轮机剩余气体的循环系统。热温度高，因此安装可以使用蒸汽轮机与燃气轮机剩余气体的循环系统。机械工业出版社机械工业出版社60第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.4 分布式能源的综合利用及经济技术评价分布式能源的综合利用及经济技术评价7.4.1 分布式能源的

63、综合利用分布式能源的综合利用 根据中国根据中国2010年热电联产发展规划及年热电联产发展规划及2020年远景发展目标，在年远景发展目标，在20102020年期间每年要增加热电联产装机容量约年期间每年要增加热电联产装机容量约900万万kW，年增加节，年增加节能能力约能能力约800万万t标准煤。标准煤。 分布式发电已成为世界电力发展的新方向，它的大规模应用将对能源分布式发电已成为世界电力发展的新方向，它的大规模应用将对能源系统，尤其是电力系统的产业结构调整和技术进步产生深刻的影响，改系统，尤其是电力系统的产业结构调整和技术进步产生深刻的影响，改变能源的生产方式、供给方式和消费方式，给能源产业注入新

64、的活力。变能源的生产方式、供给方式和消费方式，给能源产业注入新的活力。机械工业出版社机械工业出版社61第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术7.4.2 分布式能源的经济技术与可行性评价分布式能源的经济技术与可行性评价 分布式能源尤其是分布式发电对电力系统和电力用户来说是多用途分布式能源尤其是分布式发电对电力系统和电力用户来说是多用途的，可以作为备用发电容量、调峰容量，也可承担系统的基本负荷，还的，可以作为备用发电容量、调峰容量，也可承担系统的基本负荷，还可实现热电联产同时为用户提供电能和热能。对于电力系统的运行，分可实现热电联产同时为用户提供电能和热能。对于电力系统的

65、运行，分布式发电还可起到电压自动调节、电压稳定、系统稳定、电气设备的热布式发电还可起到电压自动调节、电压稳定、系统稳定、电气设备的热起动和旋转动能储备等作用。起动和旋转动能储备等作用。机械工业出版社机械工业出版社62第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术 从中国利用天然气的现实情况出发，创造一条高效利用天然气的独特从中国利用天然气的现实情况出发，创造一条高效利用天然气的独特道路是道路是不建过渡性的大型燃气电厂，走直接置换小煤热电，小油电，不建过渡性的大型燃气电厂，走直接置换小煤热电，小油电，燃煤锅炉、燃煤窑炉和民用燃气的道路。燃煤锅炉、燃煤窑炉和民用燃气的道路。 微型

66、燃气机组发电系统有必要发展和推广；微燃机组发电不一定非要微型燃气机组发电系统有必要发展和推广；微燃机组发电不一定非要使用优质、清洁的天然气作为燃料，可以大力发展生物质沼气、气化煤使用优质、清洁的天然气作为燃料，可以大力发展生物质沼气、气化煤等新能源。等新能源。 机械工业出版社机械工业出版社63第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术 燃气发电机组是新一代分布式电源的代表，它具有如下先进技术特征：燃气发电机组是新一代分布式电源的代表，它具有如下先进技术特征：u运动部件少、结构简单紧凑、重量轻（是传统燃机的运动部件少、结构简单紧凑、重量轻（是传统燃机的1/41/4）；）；u

67、可用多种燃料、燃料消耗率低、排放低，尤其是使用天然气；可用多种燃料、燃料消耗率低、排放低，尤其是使用天然气；u低振动、低噪音、寿命长、运行成本低；低振动、低噪音、寿命长、运行成本低；u设计简单、备用件少、生产成本低；设计简单、备用件少、生产成本低；u通过调节转速，即使不是满负荷运转，效率也非常高；通过调节转速，即使不是满负荷运转，效率也非常高；u可远程监控和故障诊断；可远程监控和故障诊断；u即可独立又可多台分布集成扩容等。即可独立又可多台分布集成扩容等。 机械工业出版社机械工业出版社64第第7章章 分布式能源的利用与控制技术分布式能源的利用与控制技术小结小结 分布式能源以热分布式能源以热电联产

68、和分布式发电为主要核心内容，是节能减电联产和分布式发电为主要核心内容，是节能减排的重要手段，综合了可再生能源利用、微电网控制技术、热排的重要手段，综合了可再生能源利用、微电网控制技术、热-电电-冷联冷联产技术，是传统发电形式的重要补充和逐步替代手段。产技术，是传统发电形式的重要补充和逐步替代手段。 本章本章阐述了分布式能源的特点及其应用，介绍天然气的形成和物化阐述了分布式能源的特点及其应用，介绍天然气的形成和物化性质，以及天然气在国内外的综合利用和研究现状，分析并介绍了小型性质，以及天然气在国内外的综合利用和研究现状，分析并介绍了小型和微型燃气机组，说明了燃气发电机组的系统构成及其工作原理。并对和微型燃气机组，说明了燃气发电机组的系统构成及其工作原理。并对燃气发电机组的电能变换与控制技术进行了讨论，介绍了氢能及其利用燃气发电机组的电能变换与控制技术进行了讨论，介绍了氢能及其利用以及氢燃料电池的特性与分类及其基本工作原理与控制技术。还对分布以及氢燃料电池的特性与分类及其基本工作原理与控制技术。还对分布式能源发电的技术经济性及其环境意义进行了讨论，并对微型燃气发电式能源发电的技术经济性及其环境意义进行了讨论，并对微型燃气发电机组的经济技术性做出评价机组的经济技术性做出评价。机械工业出版社机械工业出版社65