多能互补的分布式供能系统的超结构模型及运行策略优化设计

发布时间：2022-02-14 03:34

　　为解决多能互补的分布式供能系统（DES）装机容量及运行策略的优化设计问题,以年总成本、一次能源消耗量及碳排放量等指标综合性能最优为目标函数,建立了一个协调能源生产、能源转换和储能等子系统中的能量流动关系和能量平衡约束等的超结构模型,并将该模型应用于某园区的DES最佳装机规模设计和逐时运行策略优化中。结果表明:与传统供能方案相比,采用该模型优化设计的多能互补的DES在经济、能耗及碳排放等指标上具有较大优势,年总能耗可节省18.05%,系统综合能源利用率可提高21.63%。 

【文章来源】：热能动力工程. 2020,35(08)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

多能互补的DES超结构模型

在确定目标函数和约束条件后,DES的优化模型已经构建完成。从模型结构可看出该优化模型属于混合整数线性规划模型,在MATLAB环境下,利用WebSphere ILOG CPLEX专业软件对模型进行编程求解,优化模型的求解流程如图2所示。通过调研、模拟等手段获得供应侧,即工业园区一次能源的可获得性、种类和资源量、相关的技术设备的性能参数和能源价格以及各种的终端能源需求。在此数据基础上,模型首先进入逐时优化模块,通过协调各技术设备的启停组合与变负荷运行,得到能够满足模型各项约束条件的不同供能方案,然后进入系统评价模块,根据输入的各优化指标的权重对供能方案进行评价,得到优化目标最优时的供能方案,继而得到DES最佳的装机方案及系统运行策略。

选取某旅游度假区实施案例研究,该旅游区建筑业态包括酒店、文化、娱乐、餐厅、博物馆和商业中心共6类,对冷热电负荷均有较大需求。分别对上述各建筑业态进行用能模拟,得到6种建筑业态的总冷热负荷如图3所示。图中Y轴正半轴表示冷负荷需求,负半轴表示热负荷需求。根据该旅游区全年用能情况,可将全年划分为供暖期与供冷期两个阶段,并从中各选取一个典型日的具体用能情况用以分析研究。结合图3统计得到供冷期与供暖期园区的冷热负荷峰值天数,如图4所示。通过分析图3和图4,可分别获得供冷期与供暖期内该旅游区各建筑业态的用能需求,如图5所示。图中Y轴正半轴表示典型日内冷负荷需求,负半轴表示典型日内热负荷需求。


本文编号：3624163