热电冷/冰电池联合循环-综合新能源论文(1)

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翻新时间：2013-12-18

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热电冷/冰电池联合循环-综合新能源论文(1)

燃机进气冷却异步融错能源系统：将热电系统与冰蓄冷（冰电池）组合，实现能量的互换。将不同的能源需求，在不同的需求时段，针对不同的用户，根据不同的负荷特性进行异步式融合交错。

利用燃气轮机、离心制冷机组和冰蓄冷的特性将能量进行随机调节，互相转化。实现系统的异步配合，协调互补。

随时将多余电力转换为冰存储，用存冰应对冷需求的峰谷变化，同时根据燃气轮机受到环境温度变化的影响甚大的特性，通过冰水来预冷燃气轮机进气以获得更大出力来调节电力峰谷的变化，从而达到系统最优化、降低综合系统造价和节能的多重目的。2003年11月，由世界著名超冷技术公司--美国瑷玛斯（Imux）公司与中国分布式能源技术推广机构--群鹰公司组合团队正式提出：将采用热电冷联产与冰蓄冷（冰电池）技术组合为一能够异步式协调运行，具有热电冷融错能力的分布能源系统来解决广州大学城18平方公里内10所大学14万学生的制冷、生活热水、部分电力的综合供应。

在分布式能源项目中，热电冷需求的同步问题是一个非常困扰的问题，往往用电高峰与用热或冷的高峰难以同步，或者过于同步，从而导致了巨大的需求变化差异与峰谷问题，使得系统无法适应。分布式能源系统是在一个相对狭小的区域空间内对能源需求进行整合，优化空间小，手段有限，导致设备利用率降低，能源浪费增加，最后很难使系统达到设计的能源效率与经济效果。

在系统设计中，若按照用电用冷和热的高峰确定容量，势必系统容量太大，全年多数时间无法运行；若按照基本负荷设计容量，又必然会发生可能是高峰能力不足，低谷能力过剩。如果不能找到一种手段来解决分布式能源的同步问题，将影响该技术的健康发展。

笔者曾经三度推广了采用余热吸收式制冷的分布式三联供系统，然而这一系统只能同步进行热电冷三联产，无法实现热电冷异步调节，除非采用直接补燃或再燃才能解决对冷和热的正相调节问题，而负相调节则必须通过将余热资源排空浪费的办法才能解决，其节能性虽然好于热电冷分产，但经济效益还是受到不小影响。广州大学城今后将有14万学生在此就读，总人口达到30万人，这样大的一个项目用户使用能源的方式又非常相似，同时上课，同时下课，同时吃饭，同时睡觉。

无论是电、热、冷都会出现巨大的峰谷差异，如果采用传统观念和技术将根本不可能解决。有专家建议利用大学城南部江对岸的一座5.5万kW燃煤热电厂，建设一条过江隧道，将10bar蒸汽送入全岛，采用溴化锂吸收式空调为10所大学800多万平方米进行制冷。

然而，所有大学都会在8点开始上课，8-9点将可能出现全岛制冷高峰，而此时正好是广州电网的用电高峰，热电厂如果并网电厂运行，就需要接受广州地调指挥。它面临着必须一边应对发电高峰，一边应对制冷蒸汽需求的蒸汽供应高峰。

根据抽凝式蒸汽轮机发电机组特性，由于进汽通流量限制，当抽气量增加，凝汽量减少时，发电量将会下降。而制冷高峰期过后，制冷蒸汽需求降低时，正好也是电网越过用电高峰进入平峰的阶段，即便有足够的蒸汽发电了，电网也不需要了，因为广州电网的峰谷特性与制冷空调特性曲线非常吻合，如果采用只能同步的技术，没有蓄能措施将无法应对这种需求的复杂变化。

若是作为大学城自备电厂解网运行，却又面对大学城自身的电负荷与冷负荷同步性差的问题，大学用户的电力负荷如果电制冷被集中制冷代替，用电将主要以照明为主，将会出现当日照好时，需要制冷增加，而照明电力减少的问题；而入夜，照明电力达到高峰时，因为气温会有所下降，空调负荷也会随之减少。尤其夜间电力需求将会变的很低，但空调负荷依然会有。

还有一个问题是负荷变化将会非常明显，非常迅速。例如一场暴雨，可能会使电力负荷迅速增加，而随之空调负荷又可能迅速下降，燃煤机组将很难适应这种激烈复杂的变化，即便今后安装的燃气轮机机组若没有一个有效的缓冲系统，也很难适应这种变化多端的负荷特性。

解决上述问题首先需要一种技术将发电、供热、制冷分离，解决系统的异步工作问题，可以分别使用各种能源的变化，并使三种能源不仅具备独立的调节能力，同时可以实现互补和转换，而且这种转换应该是廉价的。为解决这一问题，瑷玛斯与群鹰经过仔细研究，决定将两种非常成熟的技术进行衔接--冰蓄冷与燃气轮机进气冷却增容技术。

经过测算，系统各种能源的保障容量完全可以异步适应大学城各种复杂的需求变化。分布式能源站的燃气轮机因而可以保持在一条最佳工况直线下运行，达到最