储能与分布式能源系统的耦合研究

发布时间：2020-11-09 17:03

　　 分布式冷热电联产(CCHP,Combined Cooling Heating and Power)系统作为一项新型节能减排技术,在供电的同时利用尾气余热来制冷和供热,可同时满足用户冷热电负荷,相比传统能源系统大大降低了能源消耗和碳排放。系统小而灵活,临近用户,可变换不同构型,同时也易与风能、太阳能等可再生能源等多种能源耦合,具有较大的发展潜力。此外,分布式能源作为传统供能模式的补充,通过主动调控来为配电网提供电力支撑,提高了供电可靠性。然而,用户的冷热电负荷需求属于三维波动,且三者之间无内在联系,而分布式能源的冷热电负荷按一定比例输出,属于一维变化;用户负荷的三维变化与系统一维输出间往往会造成负荷的供需不匹配,导致系统节能性下降。因而将储能系统与分布式能源系统耦合起来,通过储能系统来主动调控分布式能源系统的输出是调节系统输出和用户负荷需求的重要手段之一。本文对与储能耦合的分布式能源系统从三个方面展开,即分布式热电联产系统(CHP,Combined Heating and Power),分布式冷热电多联供系统,耦合太阳能的分布式冷热电多联供系统。以此建立了带储热的分布式热电联产系统、压缩空气储能与燃气轮机耦合的新型CCHP系统、蓄热式太阳能压缩空气储能与燃气轮机耦合的新型CCHP系统的模型。针对带储热的分布式热电联产系统,本文构建了以微燃机或内燃机为动力单元的热电联产系统,分别从节能性、环保性和经济性等三个方面评估系统性能,定量分析了系统构型、装机容量和运行策略对系统的影响规律;针对压缩空气储能与燃气轮机耦合的新型CCHP系统,建立了相应的数学模型,并对各部件的运行特性进行了分析,研究了耦合系统的运行性能;针对蓄热式太阳能压缩空气储能与燃气轮机耦合的新型CCHP系统,讨论了新型CCHP系统的组成部件、配置参数,分析了新型CCHP系统的运行特性。研究了储释能压力差对耦合系统的影响,以及不同储能率下新型CCHP系统的节能率,(火用)效率以及能量利用系数的变化情况。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM73;TK01
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 储能技术的分类及发展现状
    1.3 分布式供能系统国内外研究现状
    1.4 课题主要研究内容
第2章 分布式热电联产系统
    2.1 用户负荷分析
    2.2 分布式热电联产系统描述
    2.3 关键部件建模
        2.3.1 微燃机
        2.3.2 内燃机
        2.3.3 储热罐
        2.3.4 余热回收单元
    2.4 系统评价指标
    2.5 多目标评价指标
    2.6 系统性能分析
        2.6.1 不同装机容量对系统性能影响规律
        2.6.2 不同运行策略对系统性能影响规律
    2.7 混沌粒子群算法
    2.8 本章小结
第3章 压缩空气储能与燃气轮机耦合的新型CCHP系统
    3.1 系统描述
    3.2 关键部件建模
        3.2.1 压缩机
        3.2.2 透平膨胀机
        3.2.3 蓄热/换热单元
        3.2.4 储气室
        3.2.5 燃气轮机
        3.2.6 烟气型双效溴化锂制冷机
        3.2.7 热回收子系统
    3.3 评价指标
        3.3.1 能量利用系数
        3.3.2 （火用）效率
    3.4 系统特性
    3.5 案例分析
    3.6 本章小结
第4章 蓄热式太阳能压缩空气储能与燃气轮机耦合的新型CCHP系统
    4.1 系统描述
    4.2 关键部件建模
        4.2.1 太阳能蓄热系统模型
    4.3 评价指标
        4.3.1 太阳能压缩空气储能（SCAES）系统
        4.3.2 能量利用系数
        4.3.3 （火用）效率
        4.3.4 能量节约率
    4.4 系统特性
        4.4.1 SCAES系统变工况特性
        4.4.2 新型系统运行特性
    4.5 案例分析
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢

【参考文献】

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本文编号：2876722