分布式供电和冷热电联产的前景

bsp;  分布式发电方式多种多样，根据燃料不同，可分为化石能源与可再生能源；根据用户需求不同，有电力单供方式与热电联产方式(CHP)，或冷热电三联产方式(CCHP)；根据循环方式不同，可分为燃气轮机发电方式，蒸汽轮机发电方式或柴油机发电方式等。表1列出了主要的分布式供电方式。 
    在产业革命后的200年中，煤炭一直是世界范围内的主要能源，而随着科技、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例不断增加，于20世纪60年代超过煤炭。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气比例上升；同时，新能源、可再生能源逐步发展，形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。然而，虽然可再生能源是取之无尽的洁净能源，但其能源密度低，稳定性较差，需要蓄能调节，长期稳定运行困难，且由于技术不够成熟，可再生能源一次投资较大，经济性差；而化石能源的发电技术不仅更加成熟，而且效率更高。因此，作为分布式供电的发电技术，化石能源目前仍是国际上的主要方向。
         表1 主要的分布式供电方式

发电技术

能源种类

内燃机发电技术
燃气轮机发电技术
微型燃气轮机发电技术
常规的燃油发电机发电技术
燃料电池发电技术

化石能源

太阳能发电技术
风力发电技术
小水利发电技术
生物质发电技术

可再生能源

氢能发电技术

二次能源

垃圾发电技术

一般废弃物

2.2.2 分布式供电的主要动力-微型燃气轮机 
     以化石能源为能源动力的分布式供电方式多种多样(见表1)。随着微型燃机技术的不断完善，微型燃机发电机组已成为分布式供电的主力。
     微型燃气轮机是功率为数百KW以下的、以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料的超小型燃气轮机。它的雏形可追溯到60年代，但作为-种新型的小型分布式供电系统和电源装置的发展历史则较短。
     微型燃气轮机大都采用回热循环。通常它由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成，从压气机出来的高压空气先在回热器内接受透平排气的预热，然后进入燃烧室与燃料混合、燃烧。大多数微型气轮机由燃气轮机直接驱动内置式高速发电机，发电机与压气机、透平同轴，转速在50000-120000rpm之间。一些单轴微型燃气轮机设计，发电机发出高频交流电，转换成高压直流电后，再转换为60Hz480v的交流电。
     目前，开发微型透平的厂商主要集中在北美，欧洲有瑞典和英国。表2为部分新一代微型燃气轮机的主要技术参数。
     与柴油机发电机组相比，微型燃机具有以下一系列先进技术特征：
(1)运动部件少，结构简单紧凑。重量轻，是传统燃机的1/4；
(2)可用多种燃料，燃料消耗率低，排放低，尤其是使用天然气；
(3)低振动，低噪音，寿命长，运行成本低；
(4)设计简单，备用件少，生产成本低；
(5)通过调节转速，即使不是满负荷运转，效率也非常高；
(6)可遥控和诊断：
(7)可多台集成扩容。
因此，先进的微型燃气轮机是提供清洁、可靠、高质量、多用途的小型分布式供电的最佳方式，使电站更靠近用户，无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。有理由相信，一旦达到适当的批量，微型燃机轮机有能力与中心发电厂相匹敌。对终端用户来说，与其它小型发电装置相比，微型燃气轮机是一种更好的环保型发电装置。

            表2 新一代微型燃气轮机的主要技术参数 供应商 燃料 转速

《分布式供电和冷热电联产的前景(第2页)》