社区分布式联供系统配置优化
本文选题:分布式能源 切入点:全年逐时动态负荷 出处:《山东建筑大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:分布式能源系统在提高能源综合利用率,减少碳排放等经济、能源消耗和环境相关问题上比传统的冷热电分供系统具有明显优势,在加快能源结构的调整、节约能源和减少污染物排放方面具有深远意义。随着能源危机的不断加重和环境问题的日益突出,对可再生能源利用的关注也日益增多。依靠可再生能源自身很难保证供能的稳定性和可靠性,如果将可再生能源和不可再生能源集成利用,充分发挥两类能源的互补性,则可实现供能的可靠性和稳定性的同时改善系统的可持续性。本文以济南地区某社区建筑为研究对象,在分析建筑的负荷特性和分布式供能技术外部应用条件的基础上,结合当地的电价、天然气价格、设备负荷率,以经济、环保和节能性综合指标对社区分布式供能系统进行配置优化研究,给出系统的最佳配置方案。由于供能系统设计原则的选择、方案的配置及相应的运行策略受冷、热、电负荷逐时数据的影响,为了预测建筑在制冷季或制热季的逐时负荷,本文首先利用TRNSYS仿真软件建立建筑模型,按照房间的使用功能和朝向将建筑划分为不同的热区,模拟得到建筑的全年逐时冷热负荷。通过面积指标法结合电器设备逐时开启率预测建筑的逐时电负荷。然后综合分析我国能源现状、能源结构调整政策以及节能减排目标,最终确定采用可再生能源与非可再生能源复合型分布式供能系统,即天然气冷热电三联供与太阳光伏发电系统复合系统。该系统包括:内燃机、溴化锂吸收式冷温水机、太阳能光伏阵列等主要部件。光伏系统与燃气冷热电三联供系统为社区建筑提供所需冷能、热能和电能。系统采用并网运行方式,发电量不能满足用户需求时,不足部分由公共电网补充。余热利用装置采用烟气热水型溴化锂吸收式冷温水机。系统形式确定之后,综合考虑系统的成本节约,节能和环保性,对评价指标的权重系数赋以相同的值1/3,确定了基于年度总成本节约率,一次能源节能率和二氧化碳减排率三个评价指标的多目标评价指标。将此多目标评价指标作为优化的目标函数,燃气内燃机容量为优化变量,利用优化算法求解得到基于该负荷特征的系统最佳容量配置及其对应的运行策略。在此基础上改变各个评价指标的权重系数,分析不同的评价指标权重系数对系统容量优化配置和综合性能的影响。最后通过TRNSYS软件对整个系统进行仿真模拟。由于TRNSYS自带模块库中不含烟气热水型溴化锂吸收式冷温水机模块,在系统建模时基于烟气热水溴化锂吸收式冷温水机的理论知识,建立了可在TRNSYS中使用的烟气热水型溴化锂吸收式冷温水机模块。对仿真结果进行分析,并与传统的冷热电分供系统进行比较。
[Abstract]:The distributed energy system has obvious advantages over the traditional cold thermal power distribution system in improving the comprehensive utilization of energy, reducing carbon emissions and other economic, energy consumption and environment-related problems, and accelerates the adjustment of energy structure. Energy conservation and reduction of pollutant emissions are of far-reaching significance. As the energy crisis intensifies and environmental problems become increasingly prominent, There is also increasing attention to the use of renewable energy sources. It is difficult to ensure the stability and reliability of energy supply by themselves on the basis of renewable energy sources, and if renewable and non-renewable energy sources are integrated, the complementarity of the two types of energy sources can be fully exploited, The reliability and stability of energy supply can be realized and the sustainability of the system can be improved at the same time. In this paper, a community building in Jinan area is taken as the research object, on the basis of analyzing the load characteristics of buildings and the external application conditions of distributed energy supply technology, Based on the local electricity price, natural gas price, equipment load rate and the comprehensive index of economy, environmental protection and energy saving, the configuration optimization of distributed energy supply system in community is studied. The optimal configuration scheme of the system is given. Due to the selection of the design principle of the energy supply system and the influence of the hourly data of cooling, heat and electricity load on the configuration of the scheme and the corresponding operation strategy, in order to predict the hourly load of the building in the refrigeration or heating season, In this paper, TRNSYS simulation software is used to establish the building model. According to the function and orientation of the room, the building is divided into different hot areas. The hourly heat and cold loads of buildings are obtained by simulation. The hourly electric load of buildings is predicted by the method of area index combined with the hourly opening rate of electrical equipment. Then, the energy situation, energy structure adjustment policy and energy saving and emission reduction target are comprehensively analyzed. Finally, the hybrid distributed energy supply system of renewable energy and non-renewable energy is adopted, that is, the hybrid system of natural gas, cold, thermal and electric power supply and solar photovoltaic power generation system. The system includes: internal combustion engine, lithium bromide absorption chilled water machine, Solar photovoltaic arrays and other main components. Photovoltaic system and gas cooling, heat and electricity supply system for community buildings to provide the necessary cold energy, heat and electricity. The system uses grid-connected operation mode, when the generation of electricity can not meet the needs of users, The deficiency is supplemented by the public power network. The waste heat utilization device adopts the flue gas hot water type lithium bromide absorption chilled water machine. After the system form is determined, the cost saving, energy saving and environmental protection of the system are considered synthetically. The weight coefficient of the evaluation index is assigned the same value 1 / 3, and based on the annual total cost saving rate, This multi-objective evaluation index is regarded as the objective function of optimization, and the capacity of gas combustion engine is the optimized variable. The optimal capacity configuration of the system based on the load characteristic and its corresponding operation strategy are obtained by using the optimization algorithm. On this basis, the weight coefficients of each evaluation index are changed. The influence of weight coefficient of different evaluation indexes on the optimal configuration and comprehensive performance of the system is analyzed. Finally, the simulation of the whole system is carried out by TRNSYS software. Because of the lithium bromide absorption without flue gas hot water in the TRNSYS self-contained module library. Retractable cold water machine module, Based on the theoretical knowledge of lithium bromide absorption chilled water machine in flue gas hot water, the module of flue gas hot water lithium bromide absorption chilled water machine which can be used in TRNSYS is established. The simulation results are analyzed. And compared with the traditional cooling and heating power distribution system.
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU832.11
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,本文编号:1576446
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