碳捕集電廠靈活運行及其對風電消納能力研究分析

【摘要】：為了解決氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，各種減排技術(shù)中碳捕集技術(shù)脫穎而出。世界各國紛紛建立碳捕集示范電廠，但是由于碳捕集技術(shù)的投資、運行成本高，其大規(guī)模應(yīng)用受到了阻礙。因此有必要針對碳捕集技術(shù)在電廠中的運行方式以及運行策略進行優(yōu)化研究。另一方面，清潔能源的利用也是減排的重要手段之一，將碳捕集電廠與清潔能源地利用結(jié)合起來，給碳捕集電廠帶來更多、更靈活的運行手段和更廣泛的運行空間。 分別從碳捕集電廠的靈活運行優(yōu)化與結(jié)合風電分析碳捕集電廠的風電消納能力兩方面入手。研究的主要內(nèi)容如下： 首先，介紹了碳捕集技術(shù)的運行原理、碳捕集技術(shù)的種類，以及CO2處理方法。介紹碳捕集設(shè)備的靈活運行模式，并分別對分流式靈活運行和儲存式靈活運行進行詳細的介紹，并給出碳捕集設(shè)備靈活運行不同模式的運行流程圖。 其次，在靈活運行模式的基礎(chǔ)上，定義靈活度的概念，并依據(jù)靈活度對靈活運行表達式進行改進。以靈活度為變量，以減排量和機組煤耗作為目標函數(shù)，運用多目標BCC算法對目標函數(shù)進行優(yōu)化，同時完成發(fā)電機組間地出力優(yōu)化分配。并以單個碳捕集電廠為例，對運行進行優(yōu)化分析。 最后，制定靈活運行碳捕集電廠的強制減排機制，并利用介質(zhì)阻擋放電分解CO2的方法，將CO2處理與風電的棄風問題結(jié)合在一起。利用經(jīng)驗曲線對介質(zhì)阻擋放電模型進行改進，按照其發(fā)展將其分成兩個階段。同時結(jié)合靈活運行的碳捕集電廠間接消納風電能力，分別分析兩個階段的直接風電消納能力和間接風電消納能力。以實際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對結(jié)論進行驗證，得到兩個階段的碳捕集電廠風電消納能力區(qū)間。 【關(guān)鍵詞】：減排 風電消納 碳捕集 靈活運行 多目標BCC 介質(zhì)阻擋放電
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.1.1 氣候變化的挑戰(zhàn)10-11
• 1.1.2 課題的研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 第2章 CCS 技術(shù)運行模式16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 碳捕集技術(shù)原理16-19
• 2.2.1 燃燒后捕集技術(shù)原理16-18
• 2.2.2 燃燒前捕集技術(shù)原理18
• 2.2.3 富氧燃燒技術(shù)原理18-19
• 2.3 碳捕集電廠的靈活運行19-21
• 2.3.1 分流式靈活運行方法19-20
• 2.3.2 儲存式靈活運行方法20-21
• 2.4 CO_2處理方法21-22
• 2.4.1 CO_2運輸方式21-22
• 2.4.2 CO_2利用和封存22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 碳捕集電廠靈活運行優(yōu)化分析23-40
• 3.1 引言23
• 3.2 碳捕集設(shè)備的運行能耗23-26
• 3.2.1 碳捕集設(shè)備的啟動能耗23-24
• 3.2.2 碳捕集設(shè)備靈活運行能耗24-26
• 3.3 目標函數(shù)模型26-29
• 3.3.1 減排模型26-27
• 3.3.2 機組煤耗模型27-28
• 3.3.3 約束條件28-29
• 3.4 MOBCC 算法描述29-33
• 3.4.1 細菌離散化處理30
• 3.4.2 初始化種群30
• 3.4.3 優(yōu)化流程30-33
• 3.5 算例分析33-39
• 3.5.1 基本數(shù)據(jù)33-34
• 3.5.2 優(yōu)化結(jié)果分析34-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 靈活運行碳捕集電廠的風電消納能力研究40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 碳捕集電廠間接風電消納能力研究40-42
• 4.2.1 間接消納風電可能性分析40-41
• 4.2.2 間接消納風電模型41-42
• 4.3 介質(zhì)分解 CO_2消納風電能力分析42-45
• 4.3.1 強制分解 CO_2機制42
• 4.3.2 介質(zhì)阻擋放電分解 CO_2模型42-43
• 4.3.3 對介質(zhì)阻擋放電分解 CO_2模型的改進43-45
• 4.3.4 分解 CO_2消納風電能力分析45
• 4.4 風電消納能力分階段分析45-46
• 4.4.1 初步階段風電消納能力模型45-46
• 4.4.2 技術(shù)成熟階段風電消納能力模型46
• 4.5 算例分析46-49
• 4.5.1 算例背景數(shù)據(jù)46-47
• 4.5.2 初步階段風電消納能力分析47-49
• 4.5.3 技術(shù)成熟階段風電消納能力分析49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 結(jié)論50-52
• 參考文獻52-56
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果56-57
• 致謝57-58
• 作者簡介58

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