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题目:冷热电联供系统综合管理技术研究

关键词:冷热电联供;非线性规划;动态规划;运行模式

  摘要

冷热电联供是利用天然气等一次能源同时产生冷、热、电三种二次能的系统。它通过减少能源中间环节损耗,以“按需供能”方式,将能源利用效率提高到一个新的水平。同时余热制冷或制热还可以缓解大量电空调造成的季节性高峰电荒。然而目前国内现存的燃气冷热电联供系统普遍存在经济效益差的现象。这不仅与我国特定的能源价格、电力法规等管理体制政策有关,更重要是在系统合理配置方面存在问题。而系统的设备配置又与其运行模式有十分密切的关系。本文主要针对一个较完善的供能系统,从热力性、经济性、污染排放等方面对系统的运行模式进行优化,以便为系统配置提供辅助设计。 本文以四季典型日负荷为基准,以便能全面、客观的反映出联供系统在不同冷、热、电负荷下的运行规律。重点建立了原动机发电量和余热量的部分负荷特性模型,从而分析昂贵的发电设备的容量对运行的影响。对无蓄能的系统采用非线性规划,对有蓄能的系统采用非线性规划和动态规划,进行了有效的求解。开发图形用户界面,使优化程序能直观,方便的使用。 对某旅馆进行了成本和能耗的优化分析。在成本优化中,燃机及余热利用设备的运行成本是不随时间变化的,故优化的原则在于在满足用户负荷的前提下,使电价高峰期的电供能设备如电制冷机,热泵少运行或不运行。而能耗优化下的运行原则主要视原动机的效率以及热负荷的大小而定。在原动机部分负荷效率大于电网效率时系统应尽量运行;而当负荷较小部分负荷效率较低而余热又没法充分利用时,系统应停机。在成本优化的模式下,电力谷价期间系统停机是合适的,前提是此时的热(冷)负荷较少。注意方案设计时辅助制冷制热设备能力要基本满足晚上用电谷价期间的冷热负荷。春秋过渡季节冷热负荷较少,系统仅在电价高峰期间运行才经济,但此时运行并不节能,不提倡运行。