天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)性能分析及系統(tǒng)優(yōu)化.pdf

1、天然氣分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（CCHP）是一種建立在能量梯級利用概念之上的新型能源系統(tǒng)。具有節(jié)能高效、可靠性高、環(huán)保、削峰填谷等優(yōu)點，被世界廣泛認(rèn)為是解決能源、經(jīng)濟及環(huán)境問題最好的選擇之一。目前，以燃?xì)廨啓C、內(nèi)燃機、燃料電池等為原動機的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在美國、英國、日本等國廣泛應(yīng)用。我國近年來也愈發(fā)重視分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)展。聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)備眾多，影響因素復(fù)雜，需要對系統(tǒng)進(jìn)行合理配置和優(yōu)化才能發(fā)揮其優(yōu)勢。以往的研究與分析多為對并網(wǎng)運行模式下

2、系統(tǒng)配置或運行策略的分析研究，尚未見到對上網(wǎng)運行模式下的聯(lián)供系統(tǒng)的較為系統(tǒng)的研究。
　　本文首先介紹了冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的基本概念，包括系統(tǒng)分類、組成形式以及性能評價指標(biāo)等。然后分析比較常用的負(fù)荷預(yù)測方法，以華北地區(qū)10000m2辦公建筑為本文的研究對象，并對其進(jìn)行負(fù)荷模擬，得到全年逐時負(fù)荷曲線和各季節(jié)典型日負(fù)荷曲線，并分析了建筑的負(fù)荷特點、電熱比、電冷比等。
　　針對此辦公建筑，構(gòu)建燃?xì)鈨?nèi)燃機驅(qū)動的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)供能方案。依據(jù)

3、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，分別在以熱定電和以電定熱兩種運行模式下進(jìn)行設(shè)備選型，并對其進(jìn)行運行分析、能效分析和經(jīng)濟性分析。對于本文中的辦公建筑，根據(jù)以電定熱原則選擇設(shè)備并運行，具有更好的經(jīng)濟和節(jié)能效益。
　　以最小年度化費用為優(yōu)化目標(biāo)，建立混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型，對此天然氣分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備配置和運行策略的集成優(yōu)化，并對優(yōu)化計算結(jié)果進(jìn)行了分析。將優(yōu)化后的聯(lián)供系統(tǒng)與傳統(tǒng)供能系統(tǒng)進(jìn)行了比較。聯(lián)供系統(tǒng)的一次能源利用率為69％，一次能源節(jié)約率在2

4、0%以上。在現(xiàn)行的能源價格下聯(lián)供系統(tǒng)的年度化費用為97萬，僅為傳統(tǒng)供能方式的80%左右，投資回收期為9.5年。分析了天然氣價和電價對聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)濟性的影響：當(dāng)天然氣價低于3.4元/m3時，或電價高于0.6元/kWh時，天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟性優(yōu)勢；當(dāng)天然氣價高于3.6元/m3或電價低于0.5元/kWh時，不適合采用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。
　　最后，對冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電上網(wǎng)的可行性進(jìn)行了研究?；谏鲜鰞?yōu)化模型，得到發(fā)電上網(wǎng)條件下