【摘 要】本文介紹了分布式供電特點及其發(fā)展趨勢，強調分布式供電對電力工業(yè)的重要作用，指出可再生能源為分布式供電提供了更廣闊的發(fā)展前景，并研究了為冷熱電三聯產技術。

　　【關鍵詞】分布式供電 冷熱電三聯產系統(tǒng)

　　分布式供電是相對于傳統(tǒng)的集中式供電方式而言的，是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模(數千瓦至50MW的小型模塊式)、分散式的方式布置在用戶附近，可獨立地輸出電、熱或(和)冷能的系統(tǒng)。

　　一、分布式供電及其特點

　　與常規(guī)的集中供電電站相比，分布式供電具有以下優(yōu)勢：沒有或很低輸配電損耗；無需建設配電站，可避免或延緩增加的輸配電成本；適合多種熱電比的變化，系統(tǒng)可根據熱或電的需求進行調節(jié)從而增加年設備利用小時；土建和安裝成本低；各電站相互獨立，用戶可自行控制，不會發(fā)生大規(guī)模供電事故，供電的可靠性高；可進行遙控和監(jiān)測區(qū)域電力質量和性能：非常適合對鄉(xiāng)村、牧區(qū)、山區(qū)、發(fā)展中區(qū)域及商業(yè)區(qū)和居民區(qū)提供電力；大量減少了環(huán)保壓力。

　　1.分布式供電可以滿足特殊場合的需求
　　例如，而印瞞設電網的西部熟頃地區(qū)或散布的用戶：對供電安全穩(wěn)定性要求較高瞅糊昭戶，如醫(yī)院、銀行等；能源需求較為多樣化的用戶，需要電力的同時還需要熱或冷能的供應。這種供電方式最大的優(yōu)點是不需遠距離輸配電設備，輸電損失顯著減少，運行安全可靠，并可按需要方便、靈活地利用排氣熱量實現熱電聯產或熱電冷三聯產，提高能源利用率。

　　2.分布式供電方式可以彌補大電網在安全穩(wěn)定性方面的不足
　　在世界上大型火電廠建設的趨勢有增無減之時，電網的急速膨脹對供電安全與穩(wěn)定性帶來很大威脅，而各種形式的小型分布式供電系統(tǒng)，使國民經濟、國家安全至關重要而又極為脆弱的紐帶——大電網不再孤立和笨拙。直接安置在用戶近旁的分布式發(fā)電裝置與大電網配合，可大大地提高供電可靠性，在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰(zhàn)爭)情況下，可維持重要用戶的供電。

　　3.分布式供電方式為能源的綜合梯級利用提供了可能
　　在常規(guī)的集中供電方式中，能量形式相對單一。當用戶不僅僅需要電力，而且需要其它能量形式如冷能和熱能的供應時，僅通過電力來滿足上述需要時難以實現能量的綜合梯級利用：而分布式供電方式以其規(guī)模小、靈活性強等特點，通過不同循環(huán)的有機整合可以在滿足用戶需求的同時實現能量的綜合梯級利用，并且克服了冷能和熱能無法遠距離傳輸的困難。

　　4.分布式供電方式為可再生能源的利用開辟了新的方向
　　相對于化石能源而言，可再生能源能流密度較低、分散性強，而且目前的可再生能源利用系統(tǒng)規(guī)模小、能源利用率較低，作為集中供電手段是不現實的。分布式供電方式為可再生能源利用的發(fā)展提供了新的動力。我國的可再生能源資源豐富，發(fā)展可再生能源是二十一世紀減少環(huán)境污染和溫室氣體排放以及替代化石能源的必然要求，因此為充分利用量多面廣的可再生能源發(fā)電，方便安全地向偏僻、少能源地區(qū)供電，建設可再生能源分布式供電應受到高度重視。

　　二、分布式供電發(fā)展趨勢

　　1.分布式供電的主要方式
　　分布式發(fā)電方式多種多樣，根據燃料不同，可分為化石能源與可再生能源；根據用戶需求不同，有電力單供方式與熱電聯產方式(CHP)，或冷熱電三聯產方式(CCHP)；根據循環(huán)方式不同，可分為燃氣輪機發(fā)電方式，蒸汽輪機發(fā)電方式或柴油機發(fā)電方式等。

　　發(fā)電技術能源種類內燃機發(fā)電技術燃氣輪機發(fā)電技術微型燃氣輪機發(fā)電技術常規(guī)的燃油發(fā)電機發(fā)電技術燃料電池發(fā)電技術化石能源太陽能發(fā)電技術風力發(fā)電技術小水利發(fā)電技術生物質發(fā)電技術可再生能源氫能發(fā)電技術二次能源垃圾發(fā)電技術一般廢棄物。

　　2.分布式供電的主要動力——微型燃氣輪機
　　微型燃氣輪機是功率為數百KW以下的、以天然氣、甲烷、汽油、柴油等為燃料的超小型燃氣輪機。它的雛形可追溯到60年代，但作為-種新型的小型分布式供電系統(tǒng)和電源裝置的發(fā)展歷史則較短。

　　微型燃氣輪機大都采用回熱循環(huán)。通常它由透平、壓氣機、燃燒室、回熱器、發(fā)電機及電子控制部分組成，從壓氣機出來的高壓空氣先在回熱器內接受透平排氣的預熱，然后進入燃燒室與燃料混合、燃燒。大多數微型氣輪機由燃氣輪機直接驅動內置式高速發(fā)電機，發(fā)電機與壓氣機、透平同軸，轉速在50000-120000rpm之間。一些單軸微型燃氣輪機設計，發(fā)電機發(fā)出高頻交流電，轉換成高壓直流電后，再轉換為60Hz480v的交流電。

　　目前，開發(fā)微型透平的廠商主要集中在北美，歐洲有瑞典和英國。與柴油機發(fā)電機組相比，微型燃機具有以下一系列先進技術特征：運動部件少，結構簡單緊湊。重量輕，是傳統(tǒng)燃機的1/4；可用多種燃料，燃料消耗率低，排放低，尤其是使用天然氣；低振動，低噪音，壽命長，運行成本低；設計簡單，備用件少，生產成本低；通過調節(jié)轉速，即使不是滿負荷運轉，效率也非常高；可遙控和診斷：可多臺集成擴容。

　　因此，先進的微型燃氣輪機是提供清潔、可靠、高質量、多用途的小型分布式供電的最佳方式，使電站更靠近用戶，無論對中心城市還是遠郊農村甚至邊遠地區(qū)均能適用。有理由相信，一旦達到適當的批量，微型燃機輪機有能力與中心發(fā)電廠相匹敵。對終端用戶來說，與其它小型發(fā)電裝置相比，微型燃氣輪機是一種更好的環(huán)保型發(fā)電裝置。

　　3.分布式供電發(fā)展方向——冷熱電三聯產系統(tǒng)
　　雖然回熱等有效提高微型燃氣輪機系統(tǒng)熱轉功效率的手段得到應用，微型燃機發(fā)電效率己從17%-20%上升到當前的26%-30%，但以微型燃氣輪機作為動力的簡單的分布式供電系統(tǒng)的熱轉功效率依然遠小于大型集中供電電站。如何有效提高分布式供電系統(tǒng)的能量利用效率是當前分布式供電技術發(fā)展所面臨的主要障礙之一。

　　正如常規(guī)的集中供電電站可以通過功熱并供提高能源利用率一樣，分布式供電系統(tǒng)在用戶需要的情況下，同樣可以在生產電力的同時，提供熱能或同時滿足供熱、制冷兩方面的需求。而后者則成為一種先進的能源利用系統(tǒng)——冷熱電三聯產系統(tǒng)。

　　與簡單的供電系統(tǒng)相比，冷熱電三聯產系統(tǒng)可以在大幅度提高系統(tǒng)能源利用率的同時，降低環(huán)境污染，明顯改善系統(tǒng)的熱經濟性。因此，三聯產技術是目前分布式供電發(fā)展的主要方向之一。

　　我國近期在發(fā)展大機組、大電廠的同時，應不失時機、因地制宜地興建分布式供電設施。可以預見，隨著西部大開發(fā)的深入進行，特別是“西氣東輸”工程的開展，我國沿線區(qū)域和邊遠地區(qū)的分布式供電將得到極大的發(fā)展。