分布式能源系统蓄能方案优化分析

论文摘要

随着经济的发展、能源结构的调整,热、电、冷负荷需求的逐步普遍化,以及一些关键技术的进步,热电冷联供系统的应用逐渐引起了人们的关注。然而目前国内现存的热电冷联供系统普遍存在经济效益差的现象。这不仅与我国特定的能源价格、电力政策等管理体制方面有关,更重要反映的是热、电、冷负荷需求分析以及系统合理配置方面的问题。本文主要针对带有蓄能装置的热电冷联供系统的优化运行和方案经济性分析进行了研究。本文首先建立了北京地区某5万平米办公楼夏季典型日和冬季典型日24小时逐时的热、电、冷负荷分布特性。在确定机组容量的基础上,建立了组成系统各设备部分负荷工况下数学模型,并对设备变工况下的性能进行曲线拟和,详细阐述了分层水蓄能装置及其能量平衡关系。本文以每天24小时为一个周期,以每天总的运行成本最低为目标函数,建立典型日带有蓄能装置的热电冷联供系统的优化运行数学模型,并采用动态规划与线型规划的方法进行有效求解并得到典型日最佳运行方式。优化后的运行方式使蓄能装置真正发挥实现热量(冷量)转移,削峰填谷的作用;并从运行成本与废热利用率两个角度分析得出蓄能装置存在一最优容积;同时进一步讨论了能源价格对带有蓄能装置的热电冷联供系统运行策略的影响。本文以北京地区办公楼为研究对象,以经济性指标为评价标准,分析得出蓄能系统较无蓄能系统及其他常规分产系统具有最好的经济性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究背景
• 1.2 分布式能源系统概述及其发展研究现状
• 1.2.1 分布式能源系统的概念
• 1.2.2 分布式能源系统国内外发展状况
• 1.2.3 分布式能源系统国内外研究状况
• 1.3 蓄能装置在分布式能源系统中的应用
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 第二章 建筑物逐时负荷与分布式能源系统设备模型
• 2.1 典型建筑逐时负荷
• 2.2 分布式能源系统组成设备模型
• 2.2.1 动力发电装置
• 2.2.2 余热吸收式冷温水机、燃气锅炉、电制冷机
• 2.2.3 蓄能装置结构与物理模型
• 2.3 本章小节
• 第三章 蓄能模式下热电冷联供系统的优化运行研究
• 3.1 带有蓄能装置的分布式能源系统方案
• 3.2 蓄能模式下热电冷联供系统优化运行数学模型
• 3.3 热电冷联供系统优化运行模型算法
• 3.3.1 动态规划算法简介
• 3.3.2 动态规划在蓄能模式下热电冷联供系统优化运行中的应用
• 3.4 案例分析
• 3.4.1 夏季典型日优化运行模式
• 3.4.2 冬季典型日优化运行模式
• 3.5 本章小节
• 第四章 蓄能模式下分布式能源系统技术经济分析
• 4.1 常见的经济分析方法及指标
• 4.2 蓄能模式下分布式能源系统的应用案例分析与比较
• 4.2.1 具体案例分析比较
• 4.2.2 系统配置方案
• 4.2.3 基本参数的确定
• 4.2.4 运行分析
• 4.3 计算模型及结果分析
• 4.3.1 蓄能模式下热电冷联供系统经济性计算模型及结果分析
• 4.3.2 无蓄能模式下热电冷联供系统经济性计算模型及结果分析
• 4.3.3 有无蓄能的热电冷联供系统对比分析
• 4.3.4 各种方案的技术指标分析对比
• 4.4 本章小节
• 第五章 结论与展望
• 5.1 总结
• 5.2 需进一步研究的工作
• 参考文献
• 附录
• 致谢