压缩空气耦合光热储能的燃气轮机CCHP系统特性研究

发布时间：2020-12-04 12:14

　　日益严峻的环境和能源问题成为全世界共同关注的话题。首先,不可再生的化石燃料将逐渐耗尽;其次,温室效应、臭氧层破坏等问题严重威胁着人类的生存环境。冷热电三联供（combined cooling,heating and power,CCHP）系统因在节能减排方面的巨大优势而倍受关注。随着能源技术的发展,CCHP系统已成为分布式能源系统中最重要的分支。本文针对燃气轮机CCHP系统在“以热定电”运行方式下可能造成的电能过剩和部分负荷时效率不高等问题,提出了一种压缩空气耦合光热储能（S-CAES）的燃气轮机CCHP系统。S-CAES系统旨在提高燃气轮机负荷及平衡电力负荷,同时引入太阳能以提高其做功能力与发电效率。本文建立了燃气轮机冷热电联产系统和储能系统变工况数学模型;获得了耦合系统的变工况运行特性;讨论了各子系统的变工况特性和耦合系统在不同储能率下的运行性能,比较了储能系统释气流量调节与空气透平入口温度调节两种调节方式对系统性能的影响;并针对典型建筑负荷,以系统经济效益和能源效益为目标优化了S-CAES系统容量;同时,对能引起该系统性能变化的若干关键参数进行了敏感性分析;最后,基于NSGA-I... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 中国能源消费现状
        1.1.2 燃气轮机冷热电联产系统概述
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 压缩空气储能系统（CAES）的发展
        1.2.2 耦合压缩空气储能的冷热电联产系统的发展
    1.3 本文主要研究内容
第二章 基于太阳能与压缩空气耦合储能的联产系统特性
    2.1 引言
    2.2 系统描述
    2.3 AspenPlus模型
    2.4 系统性能
        2.4.1 系统评价准则
        2.4.2 性能分析
    2.5 本章小结
第三章 太阳能与压缩空气耦合储能的燃气轮机CCHP系统特性
    3.1 引言
    3.2 系统描述
    3.3 系统建模
        3.3.1 燃气轮机
        3.3.2 余热锅炉
        3.3.3 溴化锂吸收式制冷机
        3.3.4 空气压气机
        3.3.5 空气透平
        3.3.6 换热器
        3.3.7 太阳能集热器
    3.4 系统性能评价指标
        3.4.1 S-CAES系统
        3.4.2 CCHP系统
        3.4.3 约束条件
        3.4.4 评价系数
    3.5 变工况性能
        3.5.1 CCHP系统变工况性能
        3.5.2 S-CAES系统变工况性能
        3.5.3 耦合系统运行性能
        3.5.4 耦合系统与传统系统性能比较
    3.6 案例分析
        3.6.1 负荷分布与当地气候特征
        3.6.2 CCHP系统容量配置
        3.6.3 S-CAES系统容量优化
    3.7 本章小结
第四章 太阳能与压缩空气耦合储能的燃气轮机CCHP系统多目标优化计算
    4.1 引言
    4.2 热力学分析
        4.2.1 常规CCHP系统
        4.2.2 空气压气机和空气透平
        4.2.3 储气室
        4.2.4 评价指标
    4.3 S-CAES部分对CCHP系统的影响
    4.4 敏感性分析
        4.4.1 空气压气机压比对系统性能的影响
        4.4.2 空气透平入口压力对系统性能的影响
        4.4.3 空气透平入口温度对系统性能的影响
        4.4.4 换热器效能对系统性能的影响
    4.5 多目标优化计算
    4.6 本章小结
第五章 带有机朗肯循环的太阳能与压缩空气耦合储能的燃气轮机CCHP系统特性..
    5.1 引言
    5.2 系统描述
    5.3 系统建模
    5.4 系统设计参数
    5.5 性能评价指标
        5.5.1 带有机朗肯循环的太阳能与压缩空气储能系统（S-CAES-ORC）
        5.5.2 耦合系统
    5.6 S-CAES-ORC系统敏感性分析
        5.6.1 空气压气机压比对S-CAES-ORC系统性能的影响
        5.6.2 高压空气透平入口压力对S-CAES-ORC系统性能的影响
        5.6.3 高压空气透平入口温度对S-CAES-ORC系统性能的影响
        5.6.4 低压空气透平入口温度对S-CAES-ORC系统性能的影响
    5.7 耦合系统变工况性能分析
        5.7.1 储能过程
        5.7.2 释能过程
    5.8 案例分析
        5.8.1 负荷分布与当地气候特征
        5.8.2 节能分析
    5.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
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[3]中国长期能源发展趋势研判[J]. 王利宁,戴家权.  国际石油经济. 2017(08)
[4]中国能源革命市场驱动策略的创新选择[J]. 钱翌,张培栋,王卉卉.  青岛科技大学学报(社会科学版). 2016(03)
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[8]天然气冷热电联产系统的应用与发展[J]. 朱建文,石琳.  华电技术. 2014(10)
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博士论文
[1]燃气轮机冷热电联产系统集成理论与特性规律[D]. 冯志兵.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2006
[2]中国能源供求预测模型及发展对策研究[D]. 张丽峰.首都经济贸易大学 2006

硕士论文
[1]基于分布式联供系统的双效溴化锂制冷机性能分析及优化控制[D]. 王永.山东大学 2016
[2]燃气轮机冷热电联产系统多目标优化配置与运行策略研究[D]. 曾飞.华南理工大学 2013
[3]动态负荷下天然气冷热电联供系统运行优化[D]. 李政义.大连理工大学 2011



本文编号：2897591