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。

原国家计委、原国家经贸委、建设部、国家环保总局联合发布《关于发展热电联产的规定》（计基础【2000】1268号文）中指出“以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统，适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、医院、银行、学校等分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线路损和应急突发事件等综合功能，在有条件的地区应逐步推广”。

《中华人民共和国节约能源法》明确指出：“推广热电联产，集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率”。

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。

分布式冷热电联产系统的典型流程

1）燃气轮机-余热吸收式分布式联产

蒸汽型联产系统，余热锅炉透平排气的余热被回收，用以产生蒸汽。夏季可利用蒸汽驱动蒸汽双效溴化锂吸收式机组制冷；冬季可利用这部分蒸汽直接供热或驱动吸收式热泵供热。

排烟温度多为350~550℃，发电效率为24~34%，冷电比（热电比）通常为1.5~2.5。

烟气吸收式分布式联产系统

与蒸汽型联产系统不同之处在于，排气中的余热直接通过烟气型溴化锂吸收式机组回收利用，没有了余热锅炉这一中间环节。

排烟温度多为350~550℃，发电效率为24~34%，冷电比（热电比）通常为1.5~2.5。

回热循环燃气轮机-烟气吸收式分布式联产系统

与简单循环燃气轮机-烟气吸收式分布式联产系统相比，系统增加一套空气预热器，利用排气给空气预热。

发电效率相对于简单循环燃机要高，有高达38%，冷电比（热电比）多为1.0~1.5。

2）内燃机-余热吸收型分布式联产系统

内燃机排气温度350~450℃，缸套水温度大于90℃，其余热量占输入燃料能量的30~40%，可直接用供热，另外可考虑在烟气型机组尾部增加一级换热器，回收170℃以下的余热用于生产热水。冷电比（热电比）通常为1.0~1.5。

3)汽轮机-余热吸收型分布式联产系统

系统性能与机组容量关系很大，容量较小的机组性能比较差，而大型机组生产冷量对外传输半径小；用蒸汽送至用户端然后做吸收式制冷，管道造价高；蒸汽系统以水为循环工质，系统复杂，不适合中小型用户。

4）斯特林发动机-余热吸收性分布式联产系统

该系统与内燃机联产系统相似，斯特林机是一种外部加热的闭式循环发动机，与内燃机相比，斯特林机的排气温度更高，回收利用是更便利；但冷却水温相对于内燃机的缸套水低，同时冷却水带走的热量在全部输入能量中所占的份额较大。

5）燃料电池-燃气轮机-余热吸收型分布式联产系统

SOFC固体氧化物燃料电池，单独发电效率为50~60%，与燃气轮机组合成混合动力系统，其发电效率可达到70%，NOx的排放量低于1ppm,是目前最洁净的能源系统之一。

电输出占很大比重，冷电比（热电比）仅为0.2~0.5。此系统技术发展还不成熟，尚处实验阶段。

分布式能源系统设计思路

分布式能源系统的主要特点是直接面向用户、按用户需求提供各种形式能量的中小型多功能能量转换利用系统，所以在进行分布式能源系统设计时须考虑以下几点：

1）明确用户真正的冷电比（热电比）即真实的冷热电负荷。

2）对发电机组独立供电运行模式，在机组选型配备时，可以考虑利用电制冷方式，将一部分冷负荷转移到电负荷，从而满足真正的冷电比。

3）若在冷负荷峰值时冷电比过大，可考虑冰水蓄冷进一步改善冷热电联产系统的热力学性能和经济性。（对于酒店通常晚上耗电量相对较大，而耗冷相对较少，可以考虑晚上冰水蓄冷）

4）对发电机组与市电并网运行模式，可按考虑同时使用系数之后冷负荷做设备选型。

（一）太阳能与地源热泵联合供暖

（二）太阳能与风冷热泵联合供暖

（三）热泵技术生产生活热水

《燃气冷热电联供工程技术规程》要求

标准要求：

适用条件：发电机总容量小于或等于15MW；

适用阶段：工程设计、施工、验收和运行管理；

供电系统运行方式：推荐与市电并网运行；

设计原则：电能自发自用、热（冷）电平衡；

能效指标：

站址条件：

独立站房或露天布置：燃气管道最高入室压力＜2.5MPa；

建筑物地下一层、首层或屋顶布置：燃气管道最高入室压力＜1.6MPa；

发电机布置在建筑物地下一层或首层：单台容量≤3MW；

发电机布置在建筑物屋顶：单台容量≤2MW；

防爆泄压口：主机间、燃气增压机间、计量间；

事故通风口：主机间、燃气增压机间、计量间；

发电机并网措施：

应设置自动同期装置；

电压偏差小于±5%；

频率偏差小于±0.2Hz；

并网线路应在用户侧适当位置设置明显断开点；

必须采取“逆功率保护措施”，保证联供系统只受电，不向公共电网输送电能。

冷热电三联供系统典型示意图

各类发电装置特点

三联供+热泵+太阳能+冰蓄冷示例

供能规模

19.6万平方米建筑供电

8.6万平方米建筑空调、生活热水

主要设备

燃气内燃机4台，总发电能力3000kW

余热烟气热水型冷温水机组

水源热泵

蓄热及蓄冰装置

系统原理图

三联供工程实施常规流程

1、方案阶段

1）了解项目建筑性质；分析冷、热、电负荷情况；

2）按照项目特点及负荷需求情况进行三联供系统配置；

3）根据能源价格情况进行简单的经济测算；

2、可行性研究阶段

1）通过方案比选确定三联供主要设备及系统配置形式、运行方案；

2）投资估算及财务分析（收益率、投资回收期）；

3）上报发改委；

3、施工图设计及施工阶段

1）施工图设计并取得规划、环保、消防等部门批复；

2）取得供电部门并网许可、供电方案设计；

3）施工验收；

4、调试运行阶段

1）协调各主要设备厂家分别对设备及系统进行调试、试运行；

2）主要设备制造商进行运行人员培训；

3）发电机组大修、中修由发电设备供货商完成。

来源：暖通南社

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