微型燃气轮机的单机容量一般在几十千瓦到300kW之间（国外学者认为功率小于500kW为微型燃气轮机）。主要性能指标包括输出功率、电压、频率、效率、燃料消耗率、进排气温度和回热度等。与内燃机发电机组相比，微型燃气轮机发电机具有体积小、重量轻、振动小、噪声低、起动较快、运动部件少、使用寿命长、维护简便、环境友好、燃料适应性广、可遥控和自诊断等优点。其中，平均故障间隔时间MTBF（Mean Time Between Failures）高达45000h，是内燃机可靠性的10倍。目前微型燃气轮机发电机组的发电效率已达到30％；工作寿命长，运行费用和维护费用大大低于目前广泛应用的柴油机发电机组。微型燃气轮发电机组已用于分布式供电系统、热电联供（一般以电热联供方式工作，效率高于80％），以及混合动力电动车辆等。

微型燃气轮机在未来我国电力和动力系统中起着重要作用，微型燃气轮机发电机组可以用作备份电源（Stand-by Power）、优质可靠电源（Power Quality and Relia-bility）及联合发电（Cogeneration，CHP），可以广泛应用于航天、能源、交通和化工等领域。在军事领域，可用作边防、海防地区和重要国防设施的常用电源，也可用作军事通信和导弹发射等装备的备用电源。由于微型燃气轮机可以使用多种燃料，因此可以使用可再生资源和垃圾气体。在民用方面，它可以直接用于25～500kW的小型商业建筑物——包括饭店、宾馆、酒店、商店和小型写字楼等。此外，微型燃气轮机还可用于车辆动力，特别是作为小型原动机为电动车的蓄电池组充电，将成为21世纪混合动力汽车的新模式。

分布式供电系统（Distributed Generation，DG），或分布式能源系统（Distribu-ted Energy Resource，DER）是相对于传统的集中式供电方式而言的。它将发电系统以小规模、分散式的方式布置在用户附近。它的主要特征是：设备小型化、燃料多元化、冷-热-电联产、控制智能化、管理网络化以及环境友好等。分布式发电是指各种小型、高效、灵活的电能生产技术，包括以矿物质为燃料的内燃机、小型或微型燃气轮机、燃料电池发电技术，以及利用太阳能、风能等可再生能源的发电技术。分布式能源系统是建立在分布式供电系统基础上，能够满足用户的多种能源需求，实现冷-热-电联供的能源系统，具有较高的能源利用率。

集中式与分布式有机结合是世界能源工业的重要发展方向。新一代的能源系统将可能影响到人类的生活方式和社会发展的进程。近年来，世界上发生的几次大的停电事故，特别是最近美国、加拿大东部发生的大停电事故，每天的经济损失达300亿美元，充分反映采用集中供电模式的现代电力系统脆弱的一面。分布式发电则为改变单一集中供电模式提供了解决方案，同时为微型燃气轮机技术发展，以及它们的市场扩展提供了极好的平台。

据报道，到2020年，我国的国民经济生产总值GDP将翻两番，而一次能源最多只能达到翻一番。我们面临能源和环境双重压力，首先是能源总量不足。因此，必须利用先进科学技术，制定正确的能源规划，建立可持续发展能源结构，提高能源利用效率，降低环境污染，改善能源结构，发展高新能源技术。

先进燃气轮机技术是21世纪能源与动力系统的核心关键技术，也是目前世界上一个国家工业基础先进程度的重要标志。发展先进燃气轮机技术具有重大战略意义和广阔的产业化前景，对于我国相关领域中的高新技术发展有着极其重大的作用。燃气轮机发电机组是替代柴油发电机组的最佳动力设备，它由燃气轮机、发电机和控制系统等组成。燃气轮机由压缩机、燃烧室和涡轮机三大部分及相应的辅助设备组成。它是以加热的压缩气体作为工质，将燃料的能量转化为机械功，并通过转轴输出的热能发动机。燃气轮机发电机组的工作流程是大气中的空气被吸入压缩机中，压缩到某一压力，由于空气被压缩，它的温度也相应地升高到100℃以上，然后被送入燃烧室，与喷入的燃料在一定压力下混合燃烧后产生高温气体，再流入涡轮机膨胀做功，直接带动发电机发电，通过控制屏输出电能，燃烧废气排入大气。

微型燃气轮机（Microturbine，简称MT）是以超小型全径流式燃气轮机为原动机驱动发电机发电的设备。典型的微型燃气轮机是压缩机和涡轮机装配在同一个轴上的单轴电气发电设备（也有公司开发了两轴的）。它只包含一个转动部件，去掉了减速器及其相关的运动部件。这种直接驱动的高速动力设备比传统能源发电设备更加可靠和紧凑。按微型燃气轮机采用涡轮机的不同，可分为向心式和轴流式；按发电机类型可分为永磁式、磁阻式和单极感应式等。微型燃气轮机发电机组由微型燃气轮机（涡轮机、压缩机、燃烧室、回热器等）、发电机和数字电力控制器（Digital Power Controller，DPC）等组成，其中发电机、压缩机与涡轮机同轴。空气经压缩机增压、涡轮机排气预热，进入燃烧室与燃料混合、燃烧，产生的机械能经发电机转换为电能输出。发电机组输出1500～4000Hz的三相高频交流电，通过变换后成为50～60Hz的普通三相交流电。在大多数系统中，功率变换器和交流发电机也被用作微型燃气轮机的起动系统。在许多情况下，由两组12V蓄电池提供起动电能，而不需要具备从电网吸收能量的“暗起动”（black start）能力。表1-1列出微型燃气轮机概况。(www.daowen.com)

微型燃气轮机可以分为两大类：一类是带回热器的，它从排除的废气中回收热能以通过增加燃烧温度提高热效率；另一类是早期的微型燃气轮机，一般不带回热器，体积庞大而笨重，热效率较低，成本也较低。事实上，一般微型燃气轮机都安装有热量回收装置（回热器），从废气中回收热能以提高进入燃烧室空气的温度，从而使发电效率能够达到28％～30％，而且回收的热能可以进一步用于联合发电系统。没有回热器的微型燃气轮机，一般的发电效率仅有14％～17％。回热器是一种换热器，将废气的热量转移到注入的空气中。在它进入燃烧室之前，废气的温度将会降低到接近压缩机排气温度，并将注入的新鲜空气加热到接近涡轮机废气的温度，通过提高温度来适应涡轮机工作要求，并节省燃料消耗。图1-1示出带回热器的微型燃气轮机发电系统。

表1-1 微型燃气轮机概况

图1-1 带回热器的微型燃气轮机发电系统

微型燃气轮机来源于大型载货汽车柴油机的涡轮增压器，或飞机的辅助动力单元（APUs）。大多数微型燃气轮机是单级（single stage）径流式，转速高达90000～120000r/min；但是也有少数制造商开发了多级（multiple stages）低速微型燃气轮机系统。20世纪60年代，研制成功带有齿轮减速机构的微型燃气轮机雏形。在20世纪40～60年代，功率在数百千瓦以下的燃气轮机就已发展和应用了。当时称为小型或小功率燃气轮机，用于发电和驱动。机组的特点是每分钟数万转的燃气轮机经减速齿轮减速后去驱动负荷。压缩机用离心式；涡轮机大多用轴流式，部分用向心式；用回热时较多采用回转式回热器，部分用板式回热器；转子用滚动轴承支承。在20世纪60～90年代，主要工作集中在提高效率、试验高温陶瓷材料等方面。其中，最主要工作集中在汽车用燃气轮机研究，目标是使其能在汽车中获得实用。直到1995，随着空气力学、高温材料、制造工艺等基础学科的发展和应用，微型燃气轮机发电机组才得到迅速发展。美国、英国等国家相继研制成功30～300kW不用减速齿轮的微型燃气轮机直接驱动高速交流发电机，产生的高频交流电变频为50Hz/60Hz的微型燃气轮机产品。这样，将燃气轮机与发电机设计成一整体，不仅大大简化了结构，而且使整台发电机组的尺寸显著减小、重量减轻、可靠性提高，使微型燃气轮机获得强大的生命力。现已有多家公司在研制和生产这种燃气轮机。鉴于20世纪90年代燃气轮机最大容量已从大型的数万千瓦至300MW以上，发展到小型的几十千瓦至几百千瓦，相对而言其功率较微小，故称为微型燃气轮机。小型燃气轮机机组的功率范围在1～10MW之间。微型燃气轮机的发展方向是进一步提高可靠性、改善热效率、扩大功率范围和降低制造成本等。