[发明专利]通过机会发电降低分布式发电的成本

说明书

技术领域

本发明涉及一种用户房屋内的能源转换和发电设施的新部署，其降低了用户能源使用的总成本，改善了用户的供电可靠性，也有助于提高电力系统的可靠性。当在用户房屋内进行热电联产(co-generation)时，通过降低初始资本成本和有效操作成本费用，本发明延伸到分布式发电和热电联产的范围。本发明允许终端用户成为最终的套利者，以基于相应能源市场中的价格差异选择是用电还是用其它初级燃料来满足房屋内能源需求的重要部分。

背景技术

在电力供应工业(ESI)的发展初期，按照今天的标准，电力供应系统的可靠性很低，结果，例如医院、高层办公楼等对可靠性要求很高的用户都在由于任意原因造成干线供电中断或不可用时拥有供自己使用的备用发电设施。与从电网(其中，适用的费用很大程度上以低边际成本的基本负荷发电厂的供应成本为基础，少量溢价是由于小比例的从更高成本的中点和调峰电厂提供的电)供电的成本相比，这需要更多相当可观的初始投资和运营成本来运行备用发电单元。

基本负荷发电厂和其它大的发电单元通常具有25％到50％之间的燃料效率比。通过引入二次热回收电路，例如用中压蒸汽加热器和/或节热器来加热锅炉进给水，有可能获取初级回路排出的热，从而将电站的燃料效率提高到70％左右。在本领域所认可的是，通过利用来自冷凝器或原动机排气装置的低温废热，有可能将燃料效率进一步提高到80％左右。除了一些欧洲应用(例如，地区供热方案)，基本负荷发电厂大部分靠近例如煤矿的燃料来源地，并且很少有机会利用低温废热。在独立的电力生产商采用组装式燃气轮机以及工业开发的情况下，热电联产的兴趣得到复苏。这种热电联产设施涉及对来自锅炉/蒸汽轮机的蒸汽的共用，其中，在蒸汽轮机(其驱动发电机)的第一阶段之后，一部分蒸汽转而用于用户过程，或者来自燃气涡轮的排出热用于对蒸汽轮机的蒸汽进行升压，和/或来自排出气的低温热用于提供用户使用的热水。在使一个锅炉提供两种需求并将燃料购买和处理结合起来时，存在成本协同作用。然而，考虑到单元规模小于基本负荷发电厂(降低经济规模)以及与基本负荷发电厂的燃料成本(批发价)相比的燃料传输/处理的额外成本，热电联产只是在少数情况下的经济选择。所包括的例外地点如炼油厂，在那里燃料是不太容易为其它用途而销售出去的内部副产品，和/或在那里为工厂运行所提供的电的可靠性相当重要。近年来，随着天然气可用性的改善以及用于发电的燃气涡轮的成本大幅降低和尺寸范围扩大，大部分在1至20MW范围内的热电联产的使用有小幅增加(在百分比上有大的提高，但是基数很小，在澳大利亚这种情况粗略估计低于100例)。

能源工业的改革导致了联营市场(pool market)的建立，在联营市场中，电和气根据供需平衡进行实时交易。大多数这种市场接近实时设置的结算价格。最终的价格，特别是电的最终价格非常不稳定。低成本天然气的易获得性导致发电燃气涡轮的更广泛用途，随之而来的是燃气涡轮设计的改进以及初始成本的降低。在英国，电力产业的先驱者之一重组了天然气市场，也具有发展良好的天然气市场，我们已经看到出现了专用工艺设备站(其以一定费用将气转换为电)——这提供了在电和气商品市场之间的套利机会。

因为上述发展仅以有限的规模出现，它们还没有对价格仍然持续不稳定的电市场最终产生多大的影响。直到现在，对于小用户来说，仍然没有机会参与这些开发，并且在很大程度上，小用户仍然受控于大资产生产者和联营网络运营商的市场支配力。所需要的是低成本的选择，其具体实现备用发电、热电联产和工艺设备站的所需方案，并且使这种选择即使是对于诸如住宅区用户之类的小用户而言也在经济上可行。为了从其它公知的发电布置中区分这种布置，本发明所描述的新布置被称为“机会发电”，并被提议为很好地适合大量市场的应用。本发明的应用接着给客户提供OPPORTUNITYPOWER^TM(在澳大利亚登记为注册商标)，以抑制联营型能源市场的过分价格偏移——这对实现有效的能源市场是至关重要的。题为“能使客户对联营型能源市场中的价格进行响应的方法”的澳大利亚专利No.748800(Perera)，其整体内容通过引用合并于此，就如同它是完全在这里提出的一样，该专利公开一种对换能源单元的方法和一种在用户的房屋内监视和控制能源和能源替代设备的使用的系统，以获得更好的交易结果。为了从源头而不是干线来提供能源，为能源替代设备的使用提供了一个实施例，在将其与干线隔离后向房屋供应负载，或者如果频率匹配不是问题，则负载和能源的源头与干线供电平行运行。