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典型建筑应用三联供系统的优化研究

张杰  
【摘要】:随着能源问题的日益突出,我国的能源结构也做了相应的调整,节能和环保变成了今后发展的大趋势,冷热电三联供系统作为一种可以使能源得到梯级利用并且环保性好的新技术,正面临着急迫市场需求,发展前景广阔。但是由于三联供系统设备种类多,相互之间的配合紧密,影响因素复杂,所以在应用上尚存在很多问题,比如动态负荷的合理匹配,设备的配置以及运行策略选择等,要想发挥出三联供系统的优势,就要对以上的问题做出相应的解答,给出良好的解决方案,所以本文将以典型建筑为例,旨在解决不同地区,不同类型三联供系统的优化配置问题,为工程的初步设计提供依据。 本文首先针对几类比较典型的公共建筑做了能耗的模拟,结合设计手册中的经验数据,得到了北京,上海,广州的典型办公楼,商场,负荷特性,并分析了对负荷造成影响各影响因素,然后参照日本三联供手册的方法得到了适合以上相应建筑的负荷系数,并收集了各地的电价,气价,鼓励政策等外部信息。 在得到了基本的负荷数据以后,本文针对2种典型的三联供系统中的各关键部件建立了数学模型,重点分析了燃气轮机,燃气内燃机的设备特性和应用特点,也得到了余热型冷温水机以及其他辅助设备的数学模型。 基于以上的模型,以年总费用最小为目标函数,针对2种典型系统建立了混合整数非线性规划计算模型,并采用LINGO软件用分支定界法结合顺序线性规划的方法求解,得到不同地区,不同建筑的最优的系统配置和运行策略。 最后,针对上述结果做了进一步的研究,以北京的办公楼和商场为例计算了联供系统的投资回收期,净效益等可以体现出联供系统优势的指标,并分析了价格体系对联供系统投资回收期的影响,得到了北京办公楼和商场应用联供系统效益都优于常规系统,而且燃气内燃机系统更适合这种建筑面积较小的建筑;而由于商场过渡季系统不运行,所以北京办公楼的投资回收期比商场要更短一些;另外北京比上海和广州更适合应用三联供系统,但是上海和广州也有应用联供系统的优势;电价和气价对投资回收期的影响较大,而冷热价格影响相对较小的对结论。


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