山西省煤层气储量大,分布集中,具有突出的开发和利用价值,尤其是低浓度煤层气,难以长距离输送,就地利用是最佳方案,所以基于煤层气的分布式热电冷能源技术具有广阔的应用前景。作为一种梯级能量利用系统,分布式能源具有节能环保、高效可靠、灵活方便等优点。本文以建立的基于煤层气的分布式能源系统为研究对象,开展动态特性研究,以为该分布式能源系统集成控制系统设计提供技术基础。基于煤层气的分布式能源系统以燃气内燃机为动力核心,集成了包括双压余热锅炉、汽轮机、单效溴化锂吸收式热泵等设备,额定发电量为800kW,制热量为300kW,制冷量为129kW。本文基于模块化建模方法,对分布式能源系统各部分进行合理划分,并分别建模。对内燃机采用平均值法建模,并引入燃烧和排放模型,考虑煤层气组分浓度改变对系统性能的影响;将余热锅炉分为单相介质换热模型和蒸发系统模型,依据换热器结构确定烟气侧和工质侧对流传热系数;对汽轮机采取静态特性加入动态一阶环节的方法建模;采用集总参数法建立蒸汽型单效溴化锂吸收式热泵模型。在Matlab/Simulink平台上,建立分布式能源系统动态仿真模型。利用仿真稳态性能数据与设计值进行比较,验证模型的正确性与合理性。在此基础上,研究煤层气流量、煤层气组分浓度、汽轮机抽汽量、冷却水流量、低温水流量和低温水入口温度阶跃对机组电、热、冷负荷和性能的影响,结果表明内燃机和汽轮机动态变化迅速,平均响应时间约5~10s,余热锅炉和吸收式热泵惯性较大,平均响应时间约1000~1500s。本文给出了动态响应曲线及相应的传递函数,分析了影响分布式能源系统动态特性的因素,为其控制系统设计奠定基础。