含风光互补的冷热电联供系统运行策略优化

发布时间：2020-06-30 08:00

【摘要】：随着化石能源的广泛运用,能源短缺和环境污染问题逐渐成为人类共同关注的话题,着手开发分布式供能系统和绿色能源已成为解决这些问题的有效方法。冷热电联供系统具有能源利用率高、污染少的优点,然而传统的冷热电联供系统依然存在一些问题:在系统结构方面,系统能源输入和输出形式单一,没有将太阳能、风能等绿色能源充分利用;在运行策略方面,传统的冷热电联供系统运行策略存在能源浪费的现象。因此,针对传统冷热电联供系统中存在的问题,本文在冷热电联供系统的结构以及运行策略上做出了相应改进,使得以系统一次能源消耗、运行成本以及二氧化碳排放量为综合参考目标的优化指标达到最优效果。本文研究的主要内容有:(1)系统结构方面,在传统冷热电联供系统的结构基础上,增加了太阳能、风能两种绿色能源以提高系统能源输入的多样性。同时,在系统制冷方面增加了电制冷机,以方便系统能源输出的灵活调整。设计了含风光互补的冷热电联供系统结构,并对系统工作原理进行了研究。(2)系统运行策略方面,建立了包含能源、环境以及经济三个方面的综合指标,作为衡量运行策略优劣的标准。对“以热定电”和“以电定热”两种传统运行策略进行了优化,使这两种传统运行策略适用于本文设计的含风光互补的冷热电联供系统,并通过遗传算法求解这两种运行策略的最佳综合指标。(3)为了进一步提高能源利用效率,提出了一种以矩阵建模为基础的优化运行策略,建立了矩阵建模运行策略的优化模型,并采用序列二次规划算法对优化模型进行求解,以此获得矩阵建模运行策略的最佳综合指标。(4)采用Matlab对三种系统运行策略进行了仿真验证,得到三种运行策略在不同时刻的最佳综合指标,通过对比分析综合指标,验证了本文提出的基于矩阵建模方式的运行策略在一次能源节约、运行成本减少以及二氧化碳排放减少方面比传统运行策略更具有优势。通过本文研究结果表明,含风光互补的冷热电联供系统结构以及矩阵建模的运行策略在能源、环境以及经济方面的综合表现优于传统冷热电联供系统结构及其运行策略,为冷热电联供系统的研究提供了参考。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM61;TU83
【图文】：

系统结构图,系统结构图,联供

湖北工业大学硕士学位论文第 2 章冷热电联供系统结构研究传统的CCHP系统虽然已经具备了能源利用率高的优点，但是系统输入始终只能依靠天然气和电网供给，系统冷、热以及电负荷只能依靠单一设备供给，导致了系统能量输入形式单一，能源输出分配不灵活的问题。为了解决这些问题，需要通过研究和对比相关文献中改进的CCHP系统，设计出一种合理的CCHP系统结构，使系统输入形式的多样性和能源输出分配的灵活性得到提高。2.1 传统冷热电联供系统结构

系统结构图,电制冷,系统结构图

针对传统CCHP系统存在的问题，关于CCHP系统的相关文献提出了几种不同的改进结构，分别为：（1）文献[47]在CCHP系统的制冷系统加入了电制冷机，系统结构图如图2.2所示。电制冷机可以与吸收式制冷机共同供给系统冷负荷，达到了可以灵活调控的目的。并且在系统冷负荷高峰期，尤其是在夏季，提高系统制冷的可靠性，并通过调控电制冷机的制冷量以达到节能和环保的目的。但系统能源输入方面依然

【参考文献】