引言
分布式能源作为当前能源发展领域中的重要部分，多数分布式能源系统为多功能或者联产系统，在冷热电联产中有着较多的优势，比如效率高以及供电可靠性强、变负荷特性灵活等。其中分布式能源是重要的的动力装置，多将天然气作为燃料的燃气轮机联产技术应用比较广泛，可产出电能的同时使低品质余热被用于发电，使能源的利用率得到提升。因此，应对热点联产运行方式进行分析，采取有效措施来优化。
1目前我国的能源利用情况
能源作为社会发展的重要物质基础，能够为生产及人们的生活提供相应的能量，对国家的发展有着直接的影响，在工业领域的发展中能源获取的需求提高，这对能源开发及利用提出了相应的要求。在工业化进程中由于化石燃料大量燃烧对环境产生了污染影响，这使能源供给侧及消费侧的绿色化升级速度加快，需要对全球的气候变化及环境污染产生重视，使其得到改善，推动环境的健康发展。在目前的世界能源结构背景下，我国能源转型得到了推进，其中风电、可燃冰等清洁能源的开发利用水平逐渐提高，为能源的供应及高效利用提供了更好的条件。在电力系统发电侧，风电装机容量以及风力发电量也逐年增加，并且呈现出了良好的发展趋势。在2017年，我国的风力发电占全部发电装机容量的比例超过了9%，光伏发电装机速度及装机容量也有了显著的提升，这表明我国的能源转型发展效果比较理想。通过对我国的能源发展规划要求的分析可知，目标是使风电装机容量以及太阳能发电的规模扩大并且超过要求的2.1亿千瓦以及1.1亿千瓦。随着风电以及光伏等能源的开发发展，高能耗以及高排放等生产模式得到了改善，这使环境的保护获得了支持。但是由于自然条件比较复杂，在各类因素影响下风光等清洁能源开发有着随机性特点，这为电力系统的运行及配置等带来了较多的影响，无法保证电力系统运行的稳定性。因此，应结合该情况采取有效措施进行改善，使能源生产能够发挥出更好的作用，推动我国的能源可持续发展。
2燃气轮机热电联产系统概述
2.1系统的构成及运行原理
热电联产是供热及发电过程实现一体化的多联产能源系统，应用该系统可使能源利用率得到提升，并且减少碳化物以及有害气体排放。其中常见的两种燃气轮机热电联产系统的流程如图所示，第一种为简单循环形式，第二种为回热循环形式。在简单循环形式中空气经过了压气机压缩后可产生高温、高压气体，之后进入燃烧室中与注入燃料之间混合并且燃烧，高温燃气送入透平做功，可直接带动发电机发电，产生的废气经过余热锅炉加热用户的回水会产生蒸汽或者热水，可满足热能提供需求。回热循环形式主要在微型燃气轮机结构中发挥作用，其中回热器的作用是借助温度尚高的排气来加热压缩之后的空气，使空气在回热器中进行预热后进入到燃烧室内容。部分排气的热量可代替一部分燃料，减少向燃烧室注入的燃料量，使燃气轮机发电机组的热效率得到提高。因此，设置了回热器的联产系统在相同的电力需求条件下可节约燃料，使其消耗减少，还可回收部分余热。在用户对电量的需求比较高时，可考虑运用该类型的联产系统来进行生产，以实现降低能耗的目的。
2.2热电联产系统电、热产出量计算方式
在简单循环形式的系统中燃气轮机热电联产系统电量产出计算公式如下。
Ωn(1+f）ωt-ωc =0.01) RT1
{(1+f)tηt[1π-(k-1/k)]-1/ηc[π(k-1/k)-1]}
通过对该公式的分析可知各字母符号的含义，其中发电机功率为ηG，燃输出汽轮机发电机组比功为ωe=ηGωn。结合该公式可计算出简单循环形式中的电量产出结果。在计算热量产出结果时，可按照以下公式计算，其中燃气轮机排除的余热计算公式为
Q4=(T1-T4)
在公式中T4为透平出口的温度，为排气位于上下限温度间的平均热值，在结果为负值时，燃气轮机释放热量。余热锅炉的总系热量用Q表示，公式为：
QH=- (Q4-Q5)ηH
其中Q4及Q5的计算方法为相同的，Q5表示的是排气带走的热量，H表示的是余热锅炉的效率。在总热效率及热比的计算中可按照以下公式进行，燃料燃烧释放的热量计算公式为：
Qf=(1+ f) cp(T3-T2)
公式中的cp为燃气的定压比热。总热效率可采用以下公式进行计算：
η=QH+ωe/Qf×100%
同时，热点产出比可用θ=QH/ωe来计算。通常简单循环的能量损失控制在2%左右，系数为0.98。结合以上公式来进行计算，可为热电联产的运行效果分析提供准确的参考依据。
3热电联产中的两种运行方式
以电定热及以热定电作为燃气轮机的重要运行方式，其中前者可满足电力负荷的需求，而以热定电是将热力的符合要求先满足。在热电需求小于额定热电比时，使用以热定点的运行方式可达到更好的效率，在热电需求逐渐减小的过程中两种运行方式会出现更加显著的差异。由于热电需求比减小，以电定热的方式会使热量浪费增加，而当热电需求比大于额定热电比时，使用以电定热的方式，并且适当地补给燃料，效率会高于以热定电的方式，同时比联产系统的额定总热效率要高。造成该情况的原因是余热锅炉在一定的初温条件下进行补燃，产生的热效率相比燃气轮机组自身产生的热效率要高。因此，应对两种运行方式进行有效的优化，使其达到更好的效果。
4热电联产中两种运行方式的优化措施
4.1优化方案
两种运行方式中附属产品过剩是系统优化的重要条件，将超出一定时刻所需的多余能量进行存储，并且在需要时进行利用，可使浪费情况减少。可在联产系统中设置一个用于蓄能的环节，在该环节的支持下可使系统的运行效率得到提升，加强了安全性，也可使供热能力显著加强。通过对热定电运行方式的运用中使多余电力得到蓄储。以电定热的运行方式中可直接将蓄热其中的热量释放，不需要启动燃气轮机可达到供热要求。热电联产系统中的两种运行模式分别如图所示，在以电定热的运行方式中优化后添加了蓄热器及小型燃气锅炉，可在供热高峰期阶段使用该方式。在以热定电运行方式中增加了蓄电池组，可使其满足运行的需求，进而使能源的消耗得到有效控制。
4.2以调峰方式运行
在电力负荷显著增长的趋势下，峰谷差也在逐渐拉大，使用就地平衡的电力调峰平衡原则可使电网的运行更加稳定可靠。在解决调缝问题的过程中可采取以下措施，第一，在房屋及建筑之间存在着热惯性，可借助该特点来进行电力调峰。第二，可设置容量恰当的燃气锅炉来补充热量。第三，可设置一些蓄热装置，以达到电力调峰的优化效果。
结语
为了推动我国的能源可持续发展，应对能源生产模式进行优化，其中热电联产作为重要的部分，其运行效果影响着能源的发展。应对热电联产的特点进行分析，结合燃气轮机的使用优化其运行模式，制定有效的方案，使其在运行中的能源利用率得到提升，并且满足能源使用的需求。通过对热电联产运行方式的合理改善，可使其在实际应用中体现出更多的优势，促进我国能源供应稳定发展。
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