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基于综合性能指标的天然气冷热电联供系统优化运行与配置

王庆华  
【摘要】:目前,在我国大中型城市中,主要的能源供应形式是电能和天然气。除用于居民日常生活外,天然气被广泛地用于大型公用事业和服务行业。随着“西气东输”工程的逐步推进,天然气作为一种稳定的、相对清洁的能源形式将在一段时期内,在优化城市能源结构、发展高效低碳经济中发挥不可替代的作用。在城市天然气能源的利用方式中,冷热电联供系统(Combined Cooling Heating and Power,简称CCHP)以其多样的能源供应形式、清洁高效的能源转换过程在世界范围内受到了广泛的重视。 本文针对冷热电联供系统的结构特点和运行需求,综合考虑能源消耗、污染物排放、运行成本等因素,重点从运行模式优化和最优结构配置两个方面研究冷热电联供系统的综合优化问题;通过系统、深入地研究,给出具有先进性和实用性的优化策略及实施步骤。本文的主要研究工作体现在: (1)从经济性、环保性和能源可持续利用性三方面综合考虑,建立基于该三方面的综合性能评价指标; (2)基于综合性能评价指标建立最优运行策略,使天然气冷热电联供系统始终处于最优运行模式下;利用模拟得到的参考建筑物数据进行算例分析,分析电价、天然气价格等因素对运行结果的影响,进而验证该最优运行策略的有效性; (3)针对具有储热罐、电制冷机和吸收式制冷机的复合型冷热电联供系统,利用遗传算法,以全年负荷条件下系统均处于最优运行模式为基础,以全年内一次能源消耗量、二氧化碳排放量和年度化费用最低为目标,研究系统的优化配置问题;利用参考建筑物进行算例分析,得出该算例的最优配置,并对储热罐、电价等因素对配置结果的影响进行分析。


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