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天然气冷热电联供系统效益分析与市场研究

程超  
【摘要】:我国燃煤发电比重高、污染严重的问题急待解决,一些非水电可再生能源发电又存在稳定性差、受地域和季节影响大等问题。天然气冷热电联供系统(CCHP)具有清洁可靠、灵活安全等诸多优势,然而其综合效益及市场经济性尚缺乏深入研究,这使其发展受到很大制约。 本文首先分析总结了我国发电现状、世界发电结构及天然气发电相关背景,得出我国目前发展天然气发电十分必要和紧迫的结论;介绍了天然气CCHP生产工艺并分析其优劣势,得出了要想发挥其独特的众多优势,须对其综合效益有更深入的研究、当其运行于调峰状态时须制定科学的调峰上网电价、当其运行于联供状态时须系统分析各因素相对重要性等结论。 根据发电污染物排放率及各污染物的环境价值计算发电外部成本和总成本;分别比较了燃煤电厂与天然气CCHP发电的总成本、非水电可再生能源发电与天然气CCHP发电的内部成本差别。得出天然气CCHP是继高污染燃煤发电后、规模化成熟应用非水电可再生能源发电前可以采用的过渡性发电方式的结论。 其次,在介绍天然气CCHP燃气机组调峰特性及我国峰谷分时电价体系后,建立了一套峰谷分时电价优化模型,该模型基于模糊数学中半梯形隶属函数划分峰平谷时段、基于用户响应的电力需求价格弹性系数来初定需求侧峰平谷销售电价并基于定价模型最优化双目标函数最终确定最优需求侧峰平谷销售电价及三时段的电价比;以天然气CCHP使用单一制电价时的上网电价作为实行峰谷分时电价后平时段的上网电价,根据求得的峰平谷销售电价比确定天然气CCHP工作于“调峰电厂”时的调峰上网电价。给出实际算例,用MATLAB对模型进行编程计算,并绘出求解过程的三维网格图。 随后,本文将遗传算法用于最优需求侧峰平谷销售电价的求解,验证普通循环搜索所得结果的精确性,同时为遗传算法在需求侧峰谷电价优化问题领域的应用提供参考。 再次,构建了一套天然气CCHP联供运行市场经济性的影响因子指标体系,并运用模糊层次分析法(FAHP)得到各指标综合权重。 最后,本文利用Visual Basic软件系统搭建了一个可视化平台,以可视化界面的方式实现数据交互性的输入输出、实现了天然气CCHP效益分析与市场研究相关计算的智能化和可操作性。并提出了一些能推动天然气CCHP市场发展的关于天然气气价、冷热能价格及发展政策的建议。


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