我国北方某信息产业园CCHP系统多目标设计及优化

发布时间：2017-03-28 01:14

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【摘要】：随着IT技术的飞速发展和信息化时代的到来,数据中心逐渐从单体机楼发展成大型信息产业园。电力安全对信息产业园的正常运行尤为重要,电力一旦出现故障,将可能给社会公共生活和经济带来无法估量的损失。但目前我国电力基本靠大电网远程输送,电力需求密集的数据中心的供电安全令人堪忧。此外,信息产业园内大量计算机和电子设备7×24小时连续不间断运行,产生巨大而稳定的热量,必须及时散热。供电安全、耗电量、制冷量及碳排放量大已成为目前信息产业园面临的主要问题,传统供能方式已无法胜任大型绿色数据中心的用能需求,而冷热电联供(CCHP)系统正是解决该问题的有效途径。因此针对信息产业园的用能特征设计合理的CCHP系统,并进行多目标优化具有重要的研究意义。本文利用建筑能耗模拟软件De ST对我国北方某信息产业园的全年动态冷热负荷进行了模拟,确定了数据中心机房电力负荷为115MW,冷负荷为116.3MW;信息产业园办公楼冷负荷为5.1MW,热负荷为2.8MW;居民热负荷为1.9MW。同时本文在现有理论的基础上,对CCHP系统进行模型建立,提出了一次能耗、经济及二氧化碳排放量三项独立评价指标,并将系统的性能因子指数PFI值作为多目标综合评价指标,以完善CCHP系统评价机制。根据该信息产业园能耗特征,设计了满足信息产业园冷、热、电负荷的5套CCHP系统方案,并分别对其独立评价指标和多目标评价指标进行分析。结果表明:采用蒸汽吸收式制冷及直燃机制冷方式的方案3最优,且对电价和气价波动均具有良好的适应能力。同时本文研究表明一次能耗对多目标评价指标PFI值贡献最大,为实现多目标优化的关键。本文从提高能源效率,降低一次能耗着手,利用低温循环风冷却、回收烟气余热等方式优化了系统运行策略。优化设计后的CCHP系统综合能源利用率为74.0%,比采用传统供能方式满足终端能源需求高19.1%,每年节约11.46万吨标准煤,减少CO2排放51.91万吨,年度费用减少3.54亿元,节能减排及经济效益显著。文中研究内容及优化方法对CCHP系统在信息产业园的推广提供了一定的科学依据和理论参考。
【关键词】：冷热电联供系统 多目标优化 动态能耗模拟 信息产业园
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308;TM92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 CCHP系统的简介12-14
• 1.3 CCHP系统的优点14-15
• 1.4 CCHP系统国内外研究现状15-18
• 1.4.1 国内研究进展15-16
• 1.4.2 国外研究进展16-18
• 1.5 课题研究内容18-19
• 第二章 信息产业园能耗模拟及分析19-29
• 2.1 信息产业园区域概况20-22
• 2.2 建筑负荷逐时模拟分析22-28
• 2.2.1 IDC机房建筑负荷模拟22-24
• 2.2.2 办公楼建筑负荷模拟24-26
• 2.2.3 居民建筑负荷模拟26-27
• 2.2.4 负荷分析27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 CCHP系统模型的建立29-40
• 3.1 CCHP系统模型构成29
• 3.2 发电单元29-30
• 3.3 供冷单元30-34
• 3.3.1 电压缩式制冷30-32
• 3.3.2 吸收式制冷32-34
• 3.4 供热单元34-39
• 3.4.1 蒸汽换热34-35
• 3.4.2 燃气锅炉供热35
• 3.4.3 水源热泵供热35-37
• 3.4.4 土壤源热泵供热37-38
• 3.4.5 太阳能供热38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 信息产业园CCHP系统评价机制40-45
• 4.1 能耗分析40-42
• 4.2 经济分析42-43
• 4.3 二氧化碳排放分析43
• 4.4 多目标综合评价指标43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 基于能耗模拟的CCHP系统模型多目标优化45-67
• 5.1 天然气燃料品质45
• 5.2 CCHP系统机组选型45-47
• 5.3 CCHP系统方案设计47-50
• 5.3.1 设计原则与思路47
• 5.3.2 初步方案设计47-50
• 5.4 CCHP系统评价与分析50-57
• 5.4.1 独立评价指标分析52-56
• 5.4.2 多目标评价指标分析56-57
• 5.5 系统运行策略优化57-64
• 5.5.1 利用低温循环风冷却59-60
• 5.5.2 回收蒸汽凝结水热量60-61
• 5.5.3 烟气废热回收利用61-62
• 5.5.4 办公楼及居民住宅供冷供热62-64
• 5.5.5 系统优化后节能减排效果64
• 5.6 本章小结64-67
• 结论及建议67-69
• 结论67-68
• 建议68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74-75
• 附件75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李峗;黄兴华;;冷热电三联供系统配置与运行策略的优化[J];动力工程;2006年06期

2 高慧云;肖宁;;我国热电联产产业的发展趋势[J];发电设备;2010年06期

3 赵兴楼;张树国;张艳娟;;水源热泵及应用现状[J];建筑节能;2007年12期

4 唐红君;吴志均;陆家亮;邵丽艳;孙斌;;中国天然气资源潜力分析[J];国际石油经济;2011年06期

5 张毅;;我国电力企业应对公共危机管理研究——以2008年南方雪灾为例[J];广西电业;2009年12期

6 翟少柱;张运峰;张彬彬;辛欣;;试论我国天然气资源开发利用的前景[J];化工管理;2013年16期

7 谭理政;连之伟;陈建萍;;闭式地表水源热泵水体热承载能力研究[J];建筑热能通风空调;2012年03期

8 李芳芹,魏敦崧;天然气冷热电联供的热经济性分析[J];煤气与热力;2002年06期

9 张晓红;熊建文;胡斐;;分布式能源在数据中心应用的可行性[J];电力与能源;2012年04期

10 何沙;吉安民;杨U

本文编号：271444