5、天然气分布式能源与热泵的融合系统 （1）融合机理特性
天然气分布式能源与可再生能源系统的耦合 耦合机理：最大限度的利用环境势能和清洁能源，提高能源的综合利用率，减少 环境排放。(将不可利用的低品位热能,如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能 和工业废热等,转换为可以利用的高品位热能 。) 耦合特性： 热泵系统在利用低品位能源 时会受到低温侧热源的影响 从而降低系统的运行效率甚 至无法运行，如水源侧温度 低于5度时制热效率会显著 下降。 冬夏季从地下吸/放热 量长期不对等会影响系 统的运行效率。
廊坊市新朝阳泛能微网示范项目
项目概况
廊坊市政府从源头入手，采纳新奥集团泛能微网的理念，全面升级区域能源体系，
打造新朝阳泛能微网示范项目。 该泛能网共包含四个用户：热力三处、华航、新朝阳和乐晟，服务面积共40万m2。
微网系统充分利用原有用户的设备，并在原有系统的基础上进行优化重组，实现各个
用户的互联互通，能量的传输、调配和交易。设置一座分布式能源站，地下独立布置， 减少噪音、振动等影响。与简单煤改气相比，泛能网建成后每年可实现NOx减排7150 吨，SO2减排3360吨，粉尘减排2860吨。该项目由廊坊新奥燃气设备有限公司投资 5202.6万元建设和运营。
供冷源，实现太阳能和水源热泵耦合利用，高效节能。 投资合理、运行经济：采用“以热定冷”设计原则，合理确定生活热水供热量，根 据总热量确定供冷范围供冷热泵的融合系统
蓄能技术主要包括： 势能蓄积，包括抽水蓄能、压缩空气 蓄能等。 动能蓄积，如飞轮蓄能等。 热能蓄积，包括显热与潜热蓄热技术 等。 电磁能量蓄积，包括超导磁体蓄能、
二、天然气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气分别占我国一次能源消费比重的 15% 和10% 可再生能源的迅速发展是未来能源需求继续增长和碳排放约束的 要求。 在我国《能源发展战略行动计划（ 2014~2020 ）》提出“着力优 化能源结构，坚持发展非化石能源与化石能源高效清洁利用并举， 大力增加风电、太阳能、地热等可再生能源和核电消费比重。到 2020 、2030年，非化石能源将占一次能演消费比重分别达到 15% 、 20%。 天然气是“十三五”时期油气行业的发展重点，目前天然气消费 占我国一次能源消费比重低于 6% ，与世界平均 24% 的水平相比， 发展潜力巨大。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个 五年规划纲要》的重要目标是生产方式和生活方式绿色、低碳水 平上升。绿色发展要求，天然气到2020年将占一次能源消费比重 为10%。
4、多能互补集成的目标 1）2016年，在已有相关项目基础上，推动项目升级改造和系 统整合，启动第一批示范工程建设。“十三五”期间，建成国家 级终端一体化集成供能示范工程20项以上，国家级风光水火储多 能互补示范工程3项以上。 2）到2020年，各省（区、市）新建产业园区采用终端一体化 集成供能系统的比例达到50%左右，既有产业园区实施能源综合梯 级利用改造的比例达到30%左右。国家级风光水火储多能互补示范 工程弃风率控制在5%以内，弃光率控制在3%以内。
2、分布式能源是电力供应的主要市场
在国家能源局《关于征求做好电力市场建设有关工作的通知》
中指出，特高压和分布式能源是未来电力供应的两部分，二 者互相补充，发挥各自的优势。分散式风电、生物质发电、 小水电等因为本身的局限性无法大规模展开，燃料电池和储 能技术开发难度目前很大，“天然气分布式能源站+分布式 光伏电站”的组合将成为市场重要组成部分，两手都要抓， 两手都要硬。
3、分布式能源系统
概念：是指分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源
为气体燃料和可再生能源，利用一切可以利用的资源，二 次能源为分布在用户端的冷热电，实现以直接满足用户多 种需求的能源梯级利用。并通过中央能源供应系统提供支 持和补充。实现多系统优化，将电力、热力、制冷与储能 技术结合，实现利用效率最大化。
4、天然气分布式能源和可再生能源融合的必要性 （1）天然气和可再生能源在功能上相辅相成，互相补充， 发挥各自作用，风能和太阳能属于间歇性能源，在使用期 间必须随时储存，或设置后备电源来补偿供电不足时的供 能。 天然气分布式能源调度灵活，与可再生能源功能上相辅 相成。 （2）天然气分布式能源是可再生能源的主动动力支持。 天然气分布式电站属于主动用能，而风电、光伏及其它 可再生能源属于被动式用能，其利用因自然条件的不同而存 在随机性和不可控性，多种能源互补式利用模式不但可以以 最优化的方式利用当地资源，并能在很大程度上节省巨额输 电费用，从而达到能源利用全过程中的效率，最大化和成本 最小化。
（3）天然气分布或能源和可再生能源融合的作用 ①将可再生能源供能的间歇性不稳定性，难调度转变为供 热可持续、稳定、可靠和可控； ②将天然气分布式能源年平均综合利用率＞70% 提高至 100%以上； ③增加了天然气分布式能源用电负荷，扩大了分布式的装 机规模提高了系统的节能率； ④融合系统合理地配置了设备，减少了投资，提高了全系 统的经济性。
超级电容器蓄能等。
化学能蓄积，包括常规的蓄电池技术 以及将可再生能源转化为甲醇、氢等二 次能源等。 基于可再生能源的分布式能源 耦合系统工艺流程图
8、天然气分布式能源与可再生能源融合的工艺流程耦合
三、微电网实施了天然气分布式能源和可再 生能源融合系统效率的最大化
1、微电网的定义： （1）定义：微电网是由分布式电源、储能和负荷构成
分布式微能源
能量管理系统
李先瑞 中国城市燃气协会分布式能源专业委员会 2016.08
目录
一、多能互补集成是构建“互联网+智慧能源系统”的重
要任务
二、天然气分布式能源和可再生能源的融合
三、微网实现了天然气分布式能源和可再生能源融合效益
的最大化
四、天然气分布式能源和可再生能源融合是互联网+智慧
能源的先行者
一、多能互补集成是构建“互联网+智慧能源系统” 的重要任务
方式：分布安置在近用户需求侧，根据用户对能源的不同
需求，实现能源对口供应。
特点：分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方
向，具有能源利用效率高，环境负面影响小，提高能源供 应可靠性和经济效益好的特点。
分类
天然气分布式能源（CCHP,Combined Cooling,Heating and Power）是分布式能源 系统中前景最为明朗，也是最具实用性和发展活力的系统，符合吴仲华先生 提倡的“温度对口，梯级利用”准则，是在热电联产系统基础上发展起来的， 直接面向用户，按用户需求提供电、冷、热以及生活热水等，同时解决多重 用能需求和实现多重目标，满足建筑或工业能源需求的总能系统。
优先使用太阳能：太阳能集热器集热量设计应以满足热水总负荷40%作为太阳能热量。
确保用热需求：采用集中热水系统可有效保证大流量用水特点，保证用水可靠性和
舒适性需求。 新能源利用最大化：采用水源热泵作为太阳能辅助热源，按使用热水最高日用水量
进行设计，即太阳能集热量为0时，仍能满足热水负荷需求。并对公建等其他部分提
3、多能互补集成的任务 1）在新城镇、新产业园区、新建大型公用设施（机场、车站、医院、 学校等）、商务区和海岛地区等新增用能区域，加强终端供能系统统筹 规划和一体化建设，因地制宜实施传统能源与风能、太阳能、地热能、 生物质能等能源的协同开发利用，优化布局电力、燃气、热力、供冷、 供水管廊等基础设施，通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和 能源智能微网等方式实现多能互补和协同供应，为用户提供高效智能的 能源供应和相关增值服务，同时实施能源需求侧管理，推动能源就地清 洁生产和就近消纳，提高能源综合利用效率. 2）在既有产业园区、大型公共建筑、居民小区等集中用能区域，实 施供能系统能源综合梯级利用改造，推广应用上述供能模式，同时加强 余热、余压以及工业副产品、生活垃圾等能源资源回收和综合利用。
能源站设计总规模为4.03MW制冷量，19.27MW制热量和1.25MW发电量。本项目新
奥总投资6730万元建设运营。由新奥投资、建设和运营。
技术方案
系统以燃气冷热电分布式能源技术为核心，采用2台625kW的燃气内燃机和1 台1358 kW的余热锅炉，结合1台406kW的地源热泵、1台1711kW螺杆式水冷冷水机 组、3台20t/h燃气热水锅炉及1台1200kW热水溴冷机等系统构成整体方案。 按照能源规划，在中德生态园区域内共建设6+1个分布式能源站，分布式能 源站的位置的设置基本按照供能分区考虑和建设进度规划，在每一个供能分区区 块的负荷中心规划设置一个分布式能源站；在项目的中心规划设置一个区域分布 式能源站。
技术方案
能源站设两台功率为800kW的燃气发电机组和1台2100kW的余热锅炉，发电机出口
电压0.4kV，升压后通过10kV电力电缆分别接入热力三处原有变配电间两段10kV母线。
在冬季工况下，热力三处燃气内燃机余热和燃气锅炉产蒸汽为区域提供主热 源，除满足自身需求外，供给华航和乐晟商场供热，新朝阳项目由于采用蓄热电 锅炉，可以根据运行时段的成本来给选择给自己供热或利用热力三处的热源。 季，乐晟和新朝阳采用电制冷+蓄冰供冷，运行的经济性明显好于燃气锅炉+ 蒸汽溴冷机，满足新朝阳、乐晟、热力三处的供冷需求，不足部分由热力三处的 蒸汽溴冷机补充。
的可控供能系统。
（2）基本结构
燃汽轮机 柴油发电机 风力发电 光伏发电 沼气发电 波浪能发电 生物质能发电 燃汽轮机 柴油发电机 风力发电 光伏发电 沼气发电 波浪能发电 生物质能发电 数字化变电站 智能继电保护系统 电力线路在线监测系统 电力故障实时报警系统 智能调度系统 智能电表 远程抄表系统 负荷监测系统 无功补偿系统
CCHP与热泵耦合使用，利用CCHP余热提升极端天气下热泵系统低温侧温 度可大大提高系统效率；同时利用CCHP技术作为调节，可保证冬夏季热 泵系统向地下的放热量一致，提高系统运行的稳定性。