关于多能互补分布式能源系统的能效与其影响因素研究

关于多能互补分布式能源系统的能效与其影响因素研究

周伟

国家电投集团远达环保科技分公司401122

摘要：随着粗放式能源开放利用时代的结束，追求更高能源利用率成为当前的研究课题。为了分析哪些因素与能源利用率有关，需结合多方面因素分析局域系统内的综合能源利用率，产生一定的表达式来阐述综合能效的关系式。本文分析多能互补分布式能源系统的能效，并阐明其影响因素，希望对相关企业有所帮助。

关键词：多能互补综合能效影响因素

1引言

多能互补分布式能源系统包含电力、燃气、太阳能、风能、余废热等多种类型能源资源的输入，通过资源和技术协同优化整合，以较高的综合能效向用户提供冷量、热量及电力。多能互补分布式能源系统通过对各能源的有效分析与折算，将各部能源统一到一个指标上来，更加直观表达了多能互补分布式能源系统的综合能源利用率，也成为了衡量区域内能源利用率的重要指标。

2多能互补能源系统的综合能效分析

电力、燃气及可再生能源等多个种类的能源通过多能互补分布式能源系统转化为用户可直接消费的冷量、热量和电力，虽然能量转换技术及设备多种多样，但当前技术条件下基本能量转换路径如图１所示。复杂多样的多能互补分布式能源系统其能量转化的本质规律是相同的，当前典型分布式能源系统的能量流都可由基本的能流图组合叠加来描述。

图1多能互补分布式能源系统能量转换路径图

图1中能流线上侧和左侧字符表示通过该路径输入的能源量或输入功率，能流线下侧和右侧字符表示通过该路径进行的能源转换时的效率，若同一转换过程在实际系统中多次出现，其输入量或输入功率为所有该过程的累加值，其转换效率为该过程所有转换效率的加权平均值。

3影响综合能效的因素分析

在多能互补分布式能源系统的运行中，影响因素很多，如多能互补系统与电网的交互方式、系统中设备的特性以及天然气价格、电力价格等。这些因素对分布式能源系统的影响各不相同，其中多能互补系统与电网的交互方式主要由政策决定，一般在短时间内不易发生变化，故一般不过多考虑该因素对系统设计和运行的影响。对于设备特性和天然气、电力价格，其在设计阶段一般为某一定值，但在运行中会发生变化，因此其主要影响系统运行效果。

（1）设备特性的影响对系统影响的设备参数主要包括原动机的发电效率、余热锅炉效率，尖峰锅炉效率、太阳能发电效率、太阳能供热效率，溴化锂制冷机系数（COP）、电制冷机系数、供热设备效率、分供系统发电效率。研究这些设备参数对系统影响时将某一因素的数值分别减少5%，10%，15%或增加5%，10%，15%，其他参数保持不变。多能互补系统的一次能源节约率随设备参数的变化规律如图2所示。从图2中可以看出，太阳能发电效率对多能互补系统的影响很小，除此以外，一次能源节约率随其他各参数的增加而增大，其中供热设备效率对一次能源节约率的影响最大，余热锅炉效率、尖峰锅炉效率、电制冷机制冷系数、分供系统发电效率对一次能源节约率的影响相似。

图2多能互补系统设备参数与一次能源节约率（PES）的变化关系

（2）市场因素的影响。系统运行中影响多能互补分布式能源系统的因素主要为天然气价格和电价。在运行中，天然气价格和电价的变化会影响多能互补分布式能源系统以热定电或以电定热的运行方式的选择，进而影响多能互补分布式能源系统的一次能源节约率和二氧化碳减排率，同时天然气价格和电价本身的变化会对系统年费用节约率的产生很大影响。

4结语

综上所述，技术水平、需求特征、系统配置方案及本地可再生能源利用量都会影响系统综合能效。另外，影响多能互补分布式能源系统的综合能效水平的主要是应用场景决定的，也是由当地的能源结构形式决定的，总而言之，能源需求量与固有电力的比值越大，当地系统产生的能源利用率就很高。在适当条件下，通过优化影响因素的配置，可以在一定程度上提升综合能效利用率。

参考文献

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[2]王庆一.能源效率及相关政策和技术[J].应用能源技术，2002（6）：1-8.

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