天然氣分布式能源和可再生能源的融合李先瑞中國城市燃氣協會分布式能源專業委員會2016.05天然氣分布式能源和可再生能源的融合1目錄一、天然氣分布式能源和可再生能源的融合二、微網實現了天然氣分布式能源和可再生能源融合效益的最大化三、天然氣分布式能源和可再生能源融合是互聯網+智慧能源的先行者目錄2一、天然氣分布式能源和可再生能源的融合1、2020年可再生能源和天然氣分別占我國一次能源消費比重的15%和10%可再生能源的迅速發展是未來能源需求繼續增長和碳排放約束的要求。在我國《能源發展戰略行動計劃（2014~2020）》提出“著力優化能源結構，堅持發展非化石能源與化石能源高效清潔利用并舉，大力增加風電、太陽能、地熱等可再生能源和核電消費比重。到2020、2030年，非化石能源將占一次能演消費比重分別達到15%、20%。天然氣是“十三五”時期油氣行業的發展重點，目前天然氣消費占我國一次能源消費比重低于6%，與世界平均24%的水平相比，發展潛力巨大。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》的重要目標是生產方式和生活方式綠色、低碳水平上升。綠色發展要求，天然氣到2020年將占一次能源消費比重為10%。一、天然氣分布式能源和可再生能源的融合1、2020年可再生能32、分布式能源是電力供應的主要市場在國家能源局《關于征求做好電力市場建設有關工作的通知》中指出，特高壓和分布式能源是未來電力供應的兩部分，二者互相補充，發揮各自的優勢。分散式風電、生物質發電、小水電等因為本身的局限性無法大規模展開，燃料電池和儲能技術開發難度目前很大，“天然氣分布式能源站+分布式光伏電站”的組合將成為市場重要組成部分，兩手都要抓，兩手都要硬。2、分布式能源是電力供應的主要市場43、分布式能源系統概念：是指分布在用戶端的能源綜合利用系統。一次能源為氣體燃料和可再生能源，利用一切可以利用的資源，二次能源為分布在用戶端的冷熱電，實現以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用。并通過中央能源供應系統提供支持和補充。實現多系統優化，將電力、熱力、制冷與儲能技術結合，實現利用效率最大化。方式：分布安置在近用戶需求側，根據用戶對能源的不同需求，實現能源對口供應。特點：分布式能源技術是未來世界能源技術的重要發展方向，具有能源利用效率高，環境負面影響小，提高能源供應可靠性和經濟效益好的特點。3、分布式能源系統5分類天然氣分布式能源（CCHP,CombinedCooling,HeatingandPower）是分布式能源系統中前景最為明朗，也是最具實用性和發展活力的系統，符合吳仲華先生提倡的“溫度對口，梯級利用”準則，是在熱電聯產系統基礎上發展起來的，直接面向用戶，按用戶需求提供電、冷、熱以及生活熱水等，同時解決多重用能需求和實現多重目標，滿足建筑或工業能源需求的總能系統。分類天然氣分布式能源（CCHP,CombinedCooli64、天然氣分布式能源和可再生能源融合的必要性（1）天然氣和可再生能源在功能上相輔相成，互相補充，發揮各自作用，風能和太陽能屬于間歇性能源，在使用期間必須隨時儲存，或設置后備電源來補償供電不足時的供能。

天然氣分布式能源調度靈活，與可再生能源功能上相輔相成。（2）天然氣分布式能源是可再生能源的主動動力支持。

天然氣分布式電站屬于主動用能，而風電、光伏及其它可再生能源屬于被動式用能，其利用因自然條件的不同而存在隨機性和不可控性，多種能源互補式利用模式不但可以以最優化的方式利用當地資源，并能在很大程度上節省巨額輸電費用，從而達到能源利用全過程中的效率，最大化和成本最小化。4、天然氣分布式能源和可再生能源融合的必要性7（3）天然氣分布或能源和可再生能源融合的作用①將可再生能源供能的間歇性不穩定性，難調度轉變為供熱可持續、穩定、可靠和可控；②將天然氣分布式能源年平均綜合利用率＞70%提高至100%以上；③增加了天然氣分布式能源用電負荷，擴大了分布式的裝機規模提高了系統的節能率；④融合系統合理地配置了設備，減少了投資，提高了全系統的經濟性。（3）天然氣分布或能源和可再生能源融合的作用85、天然氣分布式能源與熱泵的融合系統（1）融合機理特性天然氣分布式能源與可再生能源系統的耦合耦合機理：最大限度的利用環境勢能和清潔能源，提高能源的綜合利用率，減少環境排放。(將不可利用的低品位熱能,如空氣、土壤、水中所含的熱能、太陽能和工業廢熱等,轉換為可以利用的高品位熱能。)耦合特性：熱泵系統在利用低品位能源時會受到低溫側熱源的影響從而降低系統的運行效率甚至無法運行，如水源側溫度低于5度時制熱效率會顯著下降。冬夏季從地下吸/放熱量長期不對等會影響系統的運行效率。CCHP與熱泵耦合使用，利用CCHP余熱提升極端天氣下熱泵系統低溫側溫度可大大提高系統效率；同時利用CCHP技術作為調節，可保證冬夏季熱泵系統向地下的放熱量一致，提高系統運行的穩定性。5、天然氣分布式能源與熱泵的融合系統天然氣分布式能源與可再生9（2）融合效益分析天然氣分布式能源與熱泵系統的耦合（應用分析）多種能源技術的耦合使用與單一熱泵系統供熱相比，系統一次能源利用率提高了61%；與單一燃氣系統供熱相比，系統一次能源利用率提高了113.4%。（2）融合效益分析天然氣分布式能源與熱泵系統的耦合（應用分析106、天然氣分布式能源與太陽能的融合系統耦合機理：天然氣分布式能源也可與太陽能（風能、生物質能等）及熱泵耦合，構成另一種具代表性分布式能源耦合系統。在該耦合系統中，太陽能可以是太陽能光伏發電，作為CHP發電系統的電力補充；也可以是太陽能集熱熱水系統，與熱泵系統互補使用，并耦合天然氣分布式能源構成耦合系統。某些情況下，太陽能也可單獨與熱泵系統耦合構成分布式能源耦合系統。耦合特性：太陽能與熱泵分布式能源耦合系統特性舉例優先使用太陽能：太陽能集熱器集熱量設計應以滿足熱水總負荷40%作為太陽能熱量。確保用熱需求：采用集中熱水系統可有效保證大流量用水特點，保證用水可靠性和舒適性需求。新能源利用最大化：采用水源熱泵作為太陽能輔助熱源，按使用熱水最高日用水量進行設計，即太陽能集熱量為0時，仍能滿足熱水負荷需求。并對公建等其他部分提供冷源，實現太陽能和水源熱泵耦合利用，高效節能。投資合理、運行經濟：采用“以熱定冷”設計原則，合理確定生活熱水供熱量，根據總熱量確定供冷范圍供冷負荷總量。6、天然氣分布式能源與太陽能的融合系統耦合機理：117、天然氣分布式能源與太陽能、熱泵的融合系統蓄能技術主要包括：勢能蓄積，包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能等。動能蓄積，如飛輪蓄能等。熱能蓄積，包括顯熱與潛熱蓄熱技術等。電磁能量蓄積，包括超導磁體蓄能、超級電容器蓄能等。化學能蓄積，包括常規的蓄電池技術以及將可再生能源轉化為甲醇、氫等二次能源等。基于可再生能源的分布式能源耦合系統工藝流程圖7、天然氣分布式能源與太陽能、熱泵的融合系統蓄能技術主要包括128、天然氣分布式能源與可再生能源融合的工藝流程耦合8、天然氣分布式能源與可再生能源融合的工藝流程耦合13

二、微電網實施了天然氣分布式能源和可再生能源融合系統效率的最大化

1、微電網的定義：（1）定義：微電網是由分布式電源、儲能和負荷構成的可控供能系統。

二、微電網實施了天然氣分布式能源和可再生能源融合系統14（2）基本結構燃汽輪機柴油發電機風力發電光伏發電沼氣發電波浪能發電生物質能發電燃汽輪機柴油發電機風力發電光伏發電沼氣發電波浪能發電生物質能發電數字化變電站智能繼電保護系統電力線路在線監測系統電力故障實時報警系統智能調度系統智能電表遠程抄表系統負荷監測系統無功補償系統分布式微能源能量管理系統輸配電系統用戶負載智能微電網

（2）基本結構燃汽輪機燃汽輪機數字化變電站智能電表能量管理系15（3）發展微電網的意義（3）發展微電網的意義16

2、微電網技術應用于天然氣分布式能源和可再生能源融合系統的案例

（1）某機場航站樓天然氣分布式能源和可再生能源融合供能系統廢熱蒸汽熱水供熱水都市燃氣變電設備

20MVA×2動力?照明電力電力能源中心航站樓熱水制熱冷水制冷NAS電池1,000kW×1備用發電機

1,000kW×2渦輪冷凍機地源熱泵燃氣熱水鍋爐蒸汽吸収冷凍機燃氣吸收冷熱水機空氣源熱泵冷熱水機組三聯供CGS1,000KwX1廢熱熱水光伏發電主要能源系統：三聯供CGS:1,000KW×1渦輪冷凍機:1000RT×2渦輪冷凍機:2250RT×2渦輪冷凍機:2500RT×1蒸汽吸收式冷機:2500RT×7燃氣鍋爐:35T×3燃氣鍋爐:15T×1NAS電池:1,000KW×1太陽能發電:2,000KW地源熱泵能源結構柴油

2、微電網技術應用于天然氣分布式能源和可再生能源融合系統17（2）融合系統能量管理系統DCS/PLCDDC設備EneSCOPEBEMS控制器自動控制系統設施能源管理系統最佳操作指導系統能源站航站樓可選項可選項傳感、執行器環境/能耗信息發布系統AEMS機場能源管理系統（2）融合系統能量管理系統DCS/PLCDDC設備En18暖通空調監測與控制環境舒適度控制照明控制電梯控制BAS建筑能耗監測區域能耗監測系統能耗監測設備能耗監測EMS設備臺帳管理設備維護管理備品備件管理設備更換管理FMS空調設備照明設備動力設備表計系統AEMS機場能源管理系統樓宇自控系統能耗監測系統設施管理系統機場能耗公示系統某機場能源優化管理系統的功能BASEMSFMS空調設備照明設備動力設備表計系統AEM19（3）融合系統運行能耗航站樓（動力/照明）渦輪冷凍機地源熱泵空氣源熱泵冷熱水機組電力總量：43,891,794KwhNAS電池（1,000Kw）

發電：4,424,420Kwh充電：1,234,800Kwh放電：1,026,750Kwh備用發電機（1,000Kwx2）

補電：285,120Kwh光伏發電(130kW)綠電：269,514Kwh購入電力：39,120,790Kwh變電設備

廢熱蒸汽熱水：2,910GJ蒸汽：10,147GJ三聯供CGS1,000KwX1廢熱熱水能源中心40.5%25.8%7.4%購入燃氣：1,104,724m3購入燃油：42,768L冷凍/冷卻水泵/風機25,123,211Kwh14,745,420Kwh停車場4,023,163Kwh空調冷水

51,458GJ空調熱水

20,539GJ生活熱水

6,237GJ（3）融合系統運行能耗航站樓渦輪冷凍機地源熱泵空氣源熱泵冷20（4）融合系統評價指標（4）融合系統評價指標21（5）融合系統的節能率（5）融合系統的節能率223、微電網技術應用于天然氣和可再生融合系統的案例奧運能源展示中心效果圖3、微電網技術應用于天然氣和可再生融合系統的案例23奧運能源展示中心運動員公寓燃料電池體育館中溫水低溫水內燃機內燃機吸收式制冷機蓄電系統蓄電系統高溫水燃氣輪機微燃機光電電池燃料電池外燃機氫能地源熱泵天然氣控制中心會展中心游泳館商場奧運能源展示中心運動員公寓燃料電池體育館中溫水低溫水內燃機內24融合系統節能率天然氣與可再生案例系統三聯供系統電廠電空調鍋爐100電23.2冷60.7熱水27燃料燃料燃料69.745.629.9節能率31％奧運能源中心三聯供方案制冷工況下節能率燃料輸入融合系統節能率天然氣與可再生案例系統三聯供電廠電空調鍋爐1025三聯供系統電廠鍋爐燃料輸入100電20.7熱83.8燃料燃料62.393.1節能率35.6％奧運能源中心三聯供方案供熱工況下節能率155.4三聯供電廠鍋爐燃料輸入100燃料燃料62.393.1節能率264、微電網實現了天然氣分布式能源和和可再生能源融合系統效益的最大化，從以上兩案例結果可知：微電網具有以下作用（1）太陽能光伏減少了天然氣發電成本（2）可再生能源接入方便，靈活，增加了可再生能源的發電量（3）提高了系統發電供電的質量（4）儲存只是對微電網內部能量差值進行調節，減少了儲能設備用地和投資4、微電網實現了天然氣分布式能源和和可再生能源融合系統效益的27（5）將可再生能源與負荷的不穩定性因素消耗在微電網內，減少對上一級微電網的沖擊（6）當上一級電網發生故障時，子網可以利用儲能和可再生能源為負荷提供電力（7）微電網接收并響應上一級電網的能量調度，并能起到對上一級電網支撐作用。（8）實現可再生能源利用效益的最大化（9）實現天然氣分布式能源利用效益的最大化。（5）將可再生能源與負荷的不穩定性因素消耗在微電網內，減少28三、天然氣分布或能源和可再生能源融合系統是互聯網+智慧能源的先行者

1、互聯網智慧能源的定義和作用（1）定義：互聯網是能源生產、傳輸、存儲、消費以及與能源市場深度融合的能源產業發展新形態，具備設備智能，多能協同，信息對稱，供需分散，系統扁平，交易開放等主要特征。（2）作用：能源互聯網是推動我國能源革命的重要戰略支撐對提高可再生能源比重，促進化石能源清潔高效利用，提升能源綜合效益，推動能源市場開放和產業升級，形成新的增長點，提升能源國際合作水平具有重要意義。三、天然氣分布或能源和可再生能源融合系統是互聯網+智慧能源的292、互聯網+天然氣分布式能源和可再生能源融合系統

（1）互聯網+天然氣分布式能源和可再生能源融合系統①互聯網+融合系統風電光電技術光熱技術蓄能技術多能互補—智能電網熱泵技術燃料電池燃氣分布式2、互聯網+天然氣分布式能源和可再生能源融合系統風電光30②互聯網的構成②互聯網的構成31從上幅圖中我們可以看出：互聯網的功能和結構與人類大腦相似。物聯網對應了天然氣分布式能源的在線監測和后評估的數據，包括余熱供電量、供熱量、供冷量；包括用戶端的用熱量、用冷量和用電量；包括用戶端的室內外溫度、濕度、粉塵濃度等；還包括了設備系統的運行參數。云計算是互聯網的核心硬件層與核心軟件層的集合，也是互聯網的中樞神經系統萌芽。大數據代表了互聯網的信息層（數據海洋），是互聯網智慧和意識產生的基礎。包括物聯網、傳統互聯網、移動互聯網在源源不斷地向互聯網大數據層匯集數據和接收數據。從上幅圖中我們可以看出：互聯網的功能和結構與人類大腦相似。物32③互聯網+天然氣分布式能源融合系統的作用

有利于推動天然氣及可再生能源智能化生產，鼓勵用戶側建設冷熱電三聯供，熱泵等綜合能源利用基礎設施提高融合系統綜合利用水平。（2）互聯網+天然氣分布式和融合系統的發展趨勢以分布式多聯供技術為核心，結合可再生能源構建區域“小型化區域能源網絡”，形成多能互補的互聯網與智能冷熱氣網相融合；區域型能源系統的優勢在于可以引進高效熱電機組，實現燃氣、電、熱、冷的最優匹配，提高能源利用率；實現建筑物之間、企業之間的連接和能源共享，有效融入太陽能發電、太陽熱利用、生物質發電、地熱利用等，從而有效減低二氧化碳排放。③互聯網+天然氣分布式能源融合系統的作用333、天燃分布式能源和可再生能源融合系統是互聯網+智慧能源建設的先行者（1）互聯網+智慧能源建設的三個步驟第一步：對現有電網的改造，以適應分布式能源的投入第二步：接入現有分布式能源，實現對推廣前的初步探索，包括在輸配、交易，效率等領域的提升第三步：全面推廣，大量推廣分布式能源并接入電網，實現互聯網+智慧能源3、天燃分布式能源和可再生能源融合系統是互聯網+智慧能源建設34（2）大數據應用和微網調配是互聯網+智慧能源的支撐，分布式能源擁有分散化、體量大的特征，能為互聯網提供足夠大的電力消費，供給輸配等一系列數據，滿足了互聯網信息樣本的要求（3）實現用戶終端電力的互聯互通是互聯網+智慧能源與傳統集中配送的不同，以分布式能源站為基礎，能夠實現局部整合和統一供需的格局。（2）大數據應用和微網調配是互聯網+智慧能源的支撐，分布式能35謝謝！天然氣分布式能源和可再生能源的融合課件36知識回顧KnowledgeReview知識回顧KnowledgeReview天然氣分布式能源和可再生能源的融合李先瑞中國城市燃氣協會分布式能源專業委員會2016.05天然氣分布式能源和可再生能源的融合38目錄一、天然氣分布式能源和可再生能源的融合二、微網實現了天然氣分布式能源和可再生能源融合效益的最大化三、天然氣分布式能源和可再生能源融合是互聯網+智慧能源的先行者目錄39一、天然氣分布式能源和可再生能源的融合1、2020年可再生能源和天然氣分別占我國一次能源消費比重的15%和10%可再生能源的迅速發展是未來能源需求繼續增長和碳排放約束的要求。在我國《能源發展戰略行動計劃（2014~2020）》提出“著力優化能源結構，堅持發展非化石能源與化石能源高效清潔利用并舉，大力增加風電、太陽能、地熱等可再生能源和核電消費比重。到2020、2030年，非化石能源將占一次能演消費比重分別達到15%、20%。天然氣是“十三五”時期油氣行業的發展重點，目前天然氣消費占我國一次能源消費比重低于6%，與世界平均24%的水平相比，發展潛力巨大。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》的重要目標是生產方式和生活方式綠色、低碳水平上升。綠色發展要求，天然氣到2020年將占一次能源消費比重為10%。一、天然氣分布式能源和可再生能源的融合1、2020年可再生能402、分布式能源是電力供應的主要市場在國家能源局《關于征求做好電力市場建設有關工作的通知》中指出，特高壓和分布式能源是未來電力供應的兩部分，二者互相補充，發揮各自的優勢。分散式風電、生物質發電、小水電等因為本身的局限性無法大規模展開，燃料電池和儲能技術開發難度目前很大，“天然氣分布式能源站+分布式光伏電站”的組合將成為市場重要組成部分，兩手都要抓，兩手都要硬。2、分布式能源是電力供應的主要市場413、分布式能源系統概念：是指分布在用戶端的能源綜合利用系統。一次能源為氣體燃料和可再生能源，利用一切可以利用的資源，二次能源為分布在用戶端的冷熱電，實現以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用。并通過中央能源供應系統提供支持和補充。實現多系統優化，將電力、熱力、制冷與儲能技術結合，實現利用效率最大化。方式：分布安置在近用戶需求側，根據用戶對能源的不同需求，實現能源對口供應。特點：分布式能源技術是未來世界能源技術的重要發展方向，具有能源利用效率高，環境負面影響小，提高能源供應可靠性和經濟效益好的特點。3、分布式能源系統42分類天然氣分布式能源（CCHP,CombinedCooling,HeatingandPower）是分布式能源系統中前景最為明朗，也是最具實用性和發展活力的系統，符合吳仲華先生提倡的“溫度對口，梯級利用”準則，是在熱電聯產系統基礎上發展起來的，直接面向用戶，按用戶需求提供電、冷、熱以及生活熱水等，同時解決多重用能需求和實現多重目標，滿足建筑或工業能源需求的總能系統。分類天然氣分布式能源（CCHP,CombinedCooli434、天然氣分布式能源和可再生能源融合的必要性（1）天然氣和可再生能源在功能上相輔相成，互相補充，發揮各自作用，風能和太陽能屬于間歇性能源，在使用期間必須隨時儲存，或設置后備電源來補償供電不足時的供能。

天然氣分布式能源調度靈活，與可再生能源功能上相輔相成。（2）天然氣分布式能源是可再生能源的主動動力支持。

天然氣分布式電站屬于主動用能，而風電、光伏及其它可再生能源屬于被動式用能，其利用因自然條件的不同而存在隨機性和不可控性，多種能源互補式利用模式不但可以以最優化的方式利用當地資源，并能在很大程度上節省巨額輸電費用，從而達到能源利用全過程中的效率，最大化和成本最小化。4、天然氣分布式能源和可再生能源融合的必要性44（3）天然氣分布或能源和可再生能源融合的作用①將可再生能源供能的間歇性不穩定性，難調度轉變為供熱可持續、穩定、可靠和可控；②將天然氣分布式能源年平均綜合利用率＞70%提高至100%以上；③增加了天然氣分布式能源用電負荷，擴大了分布式的裝機規模提高了系統的節能率；④融合系統合理地配置了設備，減少了投資，提高了全系統的經濟性。（3）天然氣分布或能源和可再生能源融合的作用455、天然氣分布式能源與熱泵的融合系統（1）融合機理特性天然氣分布式能源與可再生能源系統的耦合耦合機理：最大限度的利用環境勢能和清潔能源，提高能源的綜合利用率，減少環境排放。(將不可利用的低品位熱能,如空氣、土壤、水中所含的熱能、太陽能和工業廢熱等,轉換為可以利用的高品位熱能。)耦合特性：熱泵系統在利用低品位能源時會受到低溫側熱源的影響從而降低系統的運行效率甚至無法運行，如水源側溫度低于5度時制熱效率會顯著下降。冬夏季從地下吸/放熱量長期不對等會影響系統的運行效率。CCHP與熱泵耦合使用，利用CCHP余熱提升極端天氣下熱泵系統低溫側溫度可大大提高系統效率；同時利用CCHP技術作為調節，可保證冬夏季熱泵系統向地下的放熱量一致，提高系統運行的穩定性。5、天然氣分布式能源與熱泵的融合系統天然氣分布式能源與可再生46（2）融合效益分析天然氣分布式能源與熱泵系統的耦合（應用分析）多種能源技術的耦合使用與單一熱泵系統供熱相比，系統一次能源利用率提高了61%；與單一燃氣系統供熱相比，系統一次能源利用率提高了113.4%。（2）融合效益分析天然氣分布式能源與熱泵系統的耦合（應用分析476、天然氣分布式能源與太陽能的融合系統耦合機理：天然氣分布式能源也可與太陽能（風能、生物質能等）及熱泵耦合，構成另一種具代表性分布式能源耦合系統。在該耦合系統中，太陽能可以是太陽能光伏發電，作為CHP發電系統的電力補充；也可以是太陽能集熱熱水系統，與熱泵系統互補使用，并耦合天然氣分布式能源構成耦合系統。某些情況下，太陽能也可單獨與熱泵系統耦合構成分布式能源耦合系統。耦合特性：太陽能與熱泵分布式能源耦合系統特性舉例優先使用太陽能：太陽能集熱器集熱量設計應以滿足熱水總負荷40%作為太陽能熱量。確保用熱需求：采用集中熱水系統可有效保證大流量用水特點，保證用水可靠性和舒適性需求。新能源利用最大化：采用水源熱泵作為太陽能輔助熱源，按使用熱水最高日用水量進行設計，即太陽能集熱量為0時，仍能滿足熱水負荷需求。并對公建等其他部分提供冷源，實現太陽能和水源熱泵耦合利用，高效節能。投資合理、運行經濟：采用“以熱定冷”設計原則，合理確定生活熱水供熱量，根據總熱量確定供冷范圍供冷負荷總量。6、天然氣分布式能源與太陽能的融合系統耦合機理：487、天然氣分布式能源與太陽能、熱泵的融合系統蓄能技術主要包括：勢能蓄積，包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能等。動能蓄積，如飛輪蓄能等。熱能蓄積，包括顯熱與潛熱蓄熱技術等。電磁能量蓄積，包括超導磁體蓄能、超級電容器蓄能等。化學能蓄積，包括常規的蓄電池技術以及將可再生能源轉化為甲醇、氫等二次能源等。基于可再生能源的分布式能源耦合系統工藝流程圖7、天然氣分布式能源與太陽能、熱泵的融合系統蓄能技術主要包括498、天然氣分布式能源與可再生能源融合的工藝流程耦合8、天然氣分布式能源與可再生能源融合的工藝流程耦合50

二、微電網實施了天然氣分布式能源和可再生能源融合系統效率的最大化

1、微電網的定義：（1）定義：微電網是由分布式電源、儲能和負荷構成的可控供能系統。

二、微電網實施了天然氣分布式能源和可再生能源融合系統51（2）基本結構燃汽輪機柴油發電機風力發電光伏發電沼氣發電波浪能發電生物質能發電燃汽輪機柴油發電機風力發電光伏發電沼氣發電波浪能發電生物質能發電數字化變電站智能繼電保護系統電力線路在線監測系統電力故障實時報警系統智能調度系統智能電表遠程抄表系統負荷監測系統無功補償系統分布式微能源能量管理系統輸配電系統用戶負載智能微電網

（2）基本結構燃汽輪機燃汽輪機數字化變電站智能電表能量管理系52（3）發展微電網的意義（3）發展微電網的意義53

2、微電網技術應用于天然氣分布式能源和可再生能源融合系統的案例

（1）某機場航站樓天然氣分布式能源和可再生能源融合供能系統廢熱蒸汽熱水供熱水都市燃氣變電設備

20MVA×2動力?照明電力電力能源中心航站樓熱水制熱冷水制冷NAS電池1,000kW×1備用發電機

1,000kW×2渦輪冷凍機地源熱泵燃氣熱水鍋爐蒸汽吸収冷凍機燃氣吸收冷熱水機空氣源熱泵冷熱水機組三聯供CGS1,000KwX1廢熱熱水光伏發電主要能源系統：三聯供CGS:1,000KW×1渦輪冷凍機:1000RT×2渦輪冷凍機:2250RT×2渦輪冷凍機:2500RT×1蒸汽吸收式冷機:2500RT×7燃氣鍋爐:35T×3燃氣鍋爐:15T×1NAS電池:1,000KW×1太陽能發電:2,000KW地源熱泵能源結構柴油

2、微電網技術應用于天然氣分布式能源和可再生能源融合系統54（2）融合系統能量管理系統DCS/PLCDDC設備EneSCOPEBEMS控制器自動控制系統設施能源管理系統最佳操作指導系統能源站航站樓可選項可選項傳感、執行器環境/能耗信息發布系統AEMS機場能源管理系統（2）融合系統能量管理系統DCS/PLCDDC設備En55暖通空調監測與控制環境舒適度控制照明控制電梯控制BAS建筑能耗監測區域能耗監測系統能耗監測設備能耗監測EMS設備臺帳管理設備維護管理備品備件管理設備更換管理FMS空調設備照明設備動力設備表計系統AEMS機場能源管理系統樓宇自控系統能耗監測系統設施管理系統機場能耗公示系統某機場能源優化管理系統的功能BASEMSFMS空調設備照明設備動力設備表計系統AEM56（3）融合系統運行能耗航站樓（動力/照明）渦輪冷凍機地源熱泵空氣源熱泵冷熱水機組電力總量：43,891,794KwhNAS電池（1,000Kw）

發電：4,424,420Kwh充電：1,234,800Kwh放電：1,026,750Kwh備用發電機（1,000Kwx2）

補電：285,120Kwh光伏發電(130kW)綠電：269,514Kwh購入電力：39,120,790Kwh變電設備

廢熱蒸汽熱水：2,910GJ蒸汽：10,147GJ三聯供CGS1,000KwX1廢熱熱水能源中心40.5%25.8%7.4%購入燃氣：1,104,724m3購入燃油：42,768L冷凍/冷卻水泵/風機25,123,211Kwh14,745,420Kwh停車場4,023,163Kwh空調冷水

51,458GJ空調熱水

20,539GJ生活熱水

6,237GJ（3）融合系統運行能耗航站樓渦輪冷凍機地源熱泵空氣源熱泵冷57（4）融合系統評價指標（4）融合系統評價指標58（5）融合系統的節能率（5）融合系統的節能率593、微電網技術應用于天然氣和可再生融合系統的案例奧運能源展示中心效果圖3、微電網技術應用于天然氣和可再生融合系統的案例60奧運能源展示中心運動員公寓燃料電池體育館中溫水低溫水內燃機內燃機吸收式制冷機蓄電系統蓄電系統高溫水燃氣輪機微燃機光電電池燃料電池外燃機氫能地源熱泵天然氣控制中心會展中心游泳館商場奧運能源展示中心運動員公寓燃料電池體育館中溫水低溫水內燃機內61融合系統節能率天然氣與可再生案例系統三聯供系統電廠電空調鍋爐100電23.2冷60.7熱水27燃料燃料燃料69.745.629.9節能率31％奧運能源中心三聯供方案制冷工況下節能率燃料輸入融合系統節能率天然氣與可再生案例系統三聯供電廠電空調鍋爐1062三聯供系統電廠鍋爐燃料輸入100電20.7熱83.8燃料燃料62.393.1節能率35.6％奧運能源中心三聯供方案供熱工況下節能率155.4三聯供電廠鍋爐燃料輸入100燃料燃料62.393.1節能率634、微電網實現了天然氣分布式能源和和可再生能源融合系統效益的最大化，從以上兩案例結果可知：微電網具有以下作用（1）太陽能光伏減少了天然氣發電成本（2）可再生能源接入方便，靈活，增加了可再生能源的發電量（3）提高了系統發電供電的質量（4）儲存只是對微電網內部能量差值進行調節，減少了儲能設備用地和投資4、微電網實現了天然氣分布式能源和和可再生能源融合系統效益的64（5）將可再生能源與負荷的不穩定性因素消耗在微電網內，減少對上一級微電網的沖擊（6）當上一級電網發生故障時，子網可以利用儲能和可再生能源為負荷提供電力（7）微電網接收并響應上一級電網的能量調度，并能起到對上一級電網支撐作用。（8）實現可再生能源利用效益的最大化（9）實現天然氣分布式能源利用效益的最大化。（5）將可再生能源與負荷的不穩定性因素消耗在微電網內，減少65三、天然氣分布或能源和可再生能源融合系統是互聯網+智慧能源的先行者

1、互聯網智慧能源的定義和作用（1）定義：互聯網是能源生產、