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冷热电联供系统容量配置研究

刘元园  
【摘要】:随着经济社会的发展,能源消耗逐渐增长,环境污染和能源紧缺的问题日益突出,越来越多的国家将目光投向分布式发电。分布式发电最大的特点是安装在负荷端直接向用户提供各种能源,减少能源在输送途中的损耗,分布式发电大多消耗清洁燃料,可减少污染物排放。在众多分布式供能系统中,冷热电联供系统(Combined cooling, heating and power, CCHP)因其供能种类多、能源转换效率高、环保特性好等特点,成为其中最具典型的供能方式之一。CCHP系统最大特点是对能源的梯级利用,其燃料燃烧后产生的高品位热能用于发电、低品位热能用于制冷和供热,满足用户用能多样性需求。CCHP系统同时向用户提供冷、热、电能,是一个冷、热、电能量相互耦合的复杂系统,设备种类多、组成形式复杂,这给设计规划、评价联供系统带来了一定的困难。如何尽可能发挥联供系统的优势,是本文的研究的重点。本文针对CCHP系统的集成特点和运行特性,重点从运行模式出发研究联供系统的容量配置问题,具体内容包括:(1)本文选用经济性作为CCHP系统的评价指标,联供系统的“经济性”与系统配置、运行策略密切相关,对于采用“以热定电”和“以电定热”运行方式确定系统的配置时,选用热(电)需求峰值的某一比例α(β)来确定联供系统的配置,仿真结果表明绝对的“以热定电”和“以电定热”确定系统容量配置并非是经济最优;(2)对于优化运行方式,运用数学规划的方法,建立以经济性最优为目标函数,同时满足设备运行约束和能量平衡约束的CCHP容量配置模型,通过计算给出联供系统最优配置结果:(3)联供系统的容量配置不仅与设备的选择、运行策略有关,与能源的价格也密切相关,文中做了电价、气价的灵敏度分析,结果表明,随着电价的上升,相比于分供系统,联供系统的经济性越来越优;而随着气价的上升,联供系统的经济性则出现一定的下降;(4)与可再生能源相结合是未来CCHP系统发展的主要方向之一,文中最后做了含光伏冷热电联供系统容量配置研究,结果表明,含光伏的联供系统由于可以向电网卖电,其经济性优于不含光伏的联供系统。


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