蓄能模式下楼宇热电冷联供系统优化运行和设计分析

论文题目: 蓄能模式下楼宇热电冷联供系统优化运行和设计分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 土木工程

作者: 李永红

导师: 江亿

关键词: 楼宇热电冷联供系统,蓄能装置,优化运行,发电设计分担率

文献来源: 清华大学

发表年度: 2005

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,特别是微型燃气轮机和燃料电池技术的出现,分布式热、电、冷联供技术的应用逐渐引起了人们的关注。然而目前国内现存的燃气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、电力法规等管理体制政策方面有关系,更重要反映得是热、电、冷负荷需求分析以及系统合理配置方面的问题。本文主要针对带蓄能装置的楼宇燃气热电(冷)联产系统的优化运行和设计问题进行研究。为正确评估建筑热电冷负荷分布的特点,引入 SR 比例。SR 比例反映了建筑负荷形状的主要特性,并计量了热电或冷电负荷发生的同时性,能够针对特定建筑的负荷作最大能源利用效率潜力的比较分析。结果表明办公楼建筑 CHP 系统加蓄能的作用比旅馆建筑更显著。本文以全年的运行工况为周期,以便能全面、客观地反映出热(冷)负荷和电力负荷变化对热电冷联供系统运行的影响。建立了带蓄能装置的热电冷系统的运行模型并给出相应算法,分别以办公楼和旅馆为例,对热电冷联产系统运行方式进行优化。分析了不同负荷和能源价格下系统的优化运行策略,并用追加投资回收期和年总费用评价指标对 CHP 系统发电装置容量的优化作了分析。通过与参考运行方案经济性的比较,得出存在有的情况对应无蓄能的热电冷系统从年总费用考虑更节省费用。在优化运行原则下,在可接受的追加投资回收年限内从年总费用上来考核,得出北京地区目前分时电价结构下办公楼和旅馆建筑较佳的发电设计分担率。另外在节能原则下无蓄能系统的追加投资回收年限增加,年总费用更是明显大幅度增加。对办公楼和旅馆建筑在不同的基准电价下所适应的最佳峰谷电价比也做了分析,在高基准电价下燃气热电冷联供系统的追加投资回收年限的变动幅度不是很大,而在较低的基准电价下对峰谷电价比很敏感,这说明基准电价和气价的比例关系是 BCHP 系统决定性的经济影响因素。

论文目录:

第1章 引言

1.1 课题背景

1.1.1 城市能源结构的调整和电力供应紧张

1.1.2 分布式燃气热电冷系统的发展现状及存在问题

1.2 国内外研究现状和文献综述

1.2.1 建筑燃气热电冷联供系统特定运行模式下节能性影响因素

1.2.2 建筑燃气热电冷联供系统优化运行和配置

1.2.3 蓄能装置在建筑燃气热电冷联供系统中的应用

1.3 论文各部分的主要内容

第2章 建筑热电冷负荷的分布特性评价

2.1 典型办公楼和旅馆建筑的热、电、冷负荷特性

2.2 建筑热、电和冷、电负荷的同时性评价

2.3 蓄能对冷、热负荷的转移作用

2.4 本章小结

第3章 蓄能型楼宇热电冷联供系统组成设备模型

3.1 蓄能型楼宇热电冷联供系统形式及流程

3.2 动力发电装置

3.3 余热吸收式冷温水机、燃气锅炉、电制冷机

3.4 蓄能装置的型式和性能

3.4.1 自然分层水蓄能装置的介绍

3.4.2 自然分层水蓄能装置性能模型

3.5 本章小结

第4章 蓄能模式下楼宇热电冷联供系统的优化运行研究

4.1 蓄能型楼宇热电冷联供系统优化运行数学模型

4.2 系统优化运行模型算法

4.2.1 动态规划算法简介

4.2.2 动态规划在BCHP 系统蓄能模式下优化运行中的应用

4.3 案例分析

4.3.1 蓄能在办公楼热电冷联供系统的优化运行研究

4.3.2 蓄能在旅馆热电冷联供系统的优化运行研究

4.4 本章小结

第5章 蓄能模式下楼宇热电冷联供系统的设计分析

5.1 优化运行原则下带蓄能燃气热电冷联供系统的设计分析

5.2 节能原则下燃气热电冷联供系统的设计分析

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 需进一步开展的工作

参考文献

致谢

声明

附录 CHP 优化运行模拟程序输入、输出数据格式及内容

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

发布时间: 2006-06-29

参考文献

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