基于綜合性能指標(biāo)的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與配置

【摘要】：目前,在我國(guó)大中型城市中,主要的能源供應(yīng)形式是電能和天然氣。除用于居民日常生活外,天然氣被廣泛地用于大型公用事業(yè)和服務(wù)行業(yè)。隨著“西氣東輸”工程的逐步推進(jìn),天然氣作為一種穩(wěn)定的、相對(duì)清潔的能源形式將在一段時(shí)期內(nèi),在優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展高效低碳經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮不可替代的作用。在城市天然氣能源的利用方式中,冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(Combined Cooling Heating and Power,簡(jiǎn)稱CCHP)以其多樣的能源供應(yīng)形式、清潔高效的能源轉(zhuǎn)換過(guò)程在世界范圍內(nèi)受到了廣泛的重視。 本文針對(duì)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行需求,綜合考慮能源消耗、污染物排放、運(yùn)行成本等因素,重點(diǎn)從運(yùn)行模式優(yōu)化和最優(yōu)結(jié)構(gòu)配置兩個(gè)方面研究冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的綜合優(yōu)化問(wèn)題；通過(guò)系統(tǒng)、深入地研究,給出具有先進(jìn)性和實(shí)用性的優(yōu)化策略及實(shí)施步驟。本文的主要研究工作體現(xiàn)在： (1)從經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和能源可持續(xù)利用性三方面綜合考慮,建立基于該三方面的綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)； (2)基于綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)建立最優(yōu)運(yùn)行策略,使天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)始終處于最優(yōu)運(yùn)行模式下；利用模擬得到的參考建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行算例分析,分析電價(jià)、天然氣價(jià)格等因素對(duì)運(yùn)行結(jié)果的影響,進(jìn)而驗(yàn)證該最優(yōu)運(yùn)行策略的有效性； (3)針對(duì)具有儲(chǔ)熱罐、電制冷機(jī)和吸收式制冷機(jī)的復(fù)合型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),利用遺傳算法,以全年負(fù)荷條件下系統(tǒng)均處于最優(yōu)運(yùn)行模式為基礎(chǔ),以全年內(nèi)一次能源消耗量、二氧化碳排放量和年度化費(fèi)用最低為目標(biāo),研究系統(tǒng)的優(yōu)化配置問(wèn)題；利用參考建筑物進(jìn)行算例分析,得出該算例的最優(yōu)配置,并對(duì)儲(chǔ)熱罐、電價(jià)等因素對(duì)配置結(jié)果的影響進(jìn)行分析。 【關(guān)鍵詞】：冷熱電聯(lián)供 綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 優(yōu)化運(yùn)行 優(yōu)化配置
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM611
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 符號(hào)表10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.1.1 我國(guó)的能源現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 城市能源利用現(xiàn)狀13
• 1.2 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)13-18
• 1.2.1 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)概述13-14
• 1.2.2 工程應(yīng)用概況14-16
• 1.2.2.1 國(guó)外發(fā)展概況14-15
• 1.2.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況15-16
• 1.2.3 學(xué)術(shù)研究概況及分析16-18
• 1.2.3.1 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)模型研究16-17
• 1.2.3.2 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則研究17
• 1.2.3.3 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化與調(diào)度策略研究17-18
• 1.2.3.4 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化配置研究18
• 1.3 論文的研究目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.3.1 研究目標(biāo)18-19
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的典型模式及關(guān)鍵部件20-30
• 2.1 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)構(gòu)成20-22
• 2.2 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的幾種典型應(yīng)用模式22-25
• 2.2.1 燃?xì)廨啓C(jī)+蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組22
• 2.2.2 內(nèi)燃機(jī)+余熱型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組22-23
• 2.2.3 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)+蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組23-24
• 2.2.4 燃料電池+余熱型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組24-25
• 2.3 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)關(guān)鍵部件及其工作原理25-28
• 2.3.1 燃?xì)廨啓C(jī)25-26
• 2.3.2 吸收式制冷機(jī)26-27
• 2.3.3 余熱鍋爐27-28
• 2.4 典型天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的能量流及平衡關(guān)系28-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第3章 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)30-38
• 3.1 熱力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)30-34
• 3.1.1 基于熱力學(xué)第一定律的熱力性能評(píng)價(jià)指標(biāo)30-32
• 3.1.1.1 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)一次能源利用率30-31
• 3.1.1.2 冷熱電分供系統(tǒng)一次能源利用率31
• 3.1.1.3 一次能耗節(jié)約率31-32
• 3.1.2 基于熱力學(xué)第二定律的熱力性能評(píng)價(jià)指標(biāo)32-34
• 3.1.2.1 原動(dòng)裝置32-33
• 3.1.2.2 供熱裝置33-34
• 3.1.2.3 制冷循環(huán)裝置34
• 3.1.2.4 耗功裝置34
• 3.2 經(jīng)濟(jì)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)34-36
• 3.2.1 投資回收期34-35
• 3.2.2 年度化費(fèi)用35-36
• 3.3 環(huán)境性能評(píng)價(jià)指標(biāo)36
• 3.4 天然氣冷熱電聯(lián)供綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)36-37
• 3.5 小結(jié)37-38
• 第4章 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行策略研究38-56
• 4.1 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的典型運(yùn)行模式38-41
• 4.1.1 以熱定電(FTL)38-39
• 4.1.2 以電定熱(FEL)39-40
• 4.1.3 典型冷熱電分供系統(tǒng)40-41
• 4.2 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行策略及分析41-45
• 4.2.1 基于綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)IPC的優(yōu)化運(yùn)行策略41-42
• 4.2.2 優(yōu)化運(yùn)行策略分析及討論42-45
• 4.2.2.1 第一種情況：E_(req)≥KQ_(req)42-44
• 4.2.2.2 第二種情況：E_(req)44
• 4.2.2.3 運(yùn)行模式及臨界面的劃分44-45
• 4.3 建筑物負(fù)荷模擬45-49
• 4.3.1 建筑能耗分析軟件EnergyPlus介紹45-47
• 4.3.2 建筑物基本信息及相關(guān)參數(shù)設(shè)置47-48
• 4.3.2.1 建筑物基本信息47
• 4.3.2.2 模擬相關(guān)參數(shù)設(shè)置47-48
• 4.3.3 EnergyPlus模擬仿真結(jié)果48-49
• 4.4 算例分析49-55
• 4.5 小結(jié)55-56
• 第5章 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化配置研究56-67
• 5.1 加入儲(chǔ)熱罐和電制冷機(jī)的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)56-59
• 5.1.1 復(fù)合型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的“以熱定電”運(yùn)行模式56-58
• 5.1.2 復(fù)合型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的“以電定熱”運(yùn)行模式58-59
• 5.2 復(fù)合型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與優(yōu)化配置59-61
• 5.2.1 優(yōu)化運(yùn)行59-60
• 5.2.2 優(yōu)化配置60-61
• 5.3 算例分析61-66
• 5.4 小結(jié)66-67
• 第6章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 研究總結(jié)67-68
• 6.2 研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況73

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冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)配置與運(yùn)行策略的優(yōu)化    李赟;黃興華;

功熱并供評(píng)價(jià)準(zhǔn)則及燃?xì)廨啓C(jī)功熱并供基本分析    蔡睿賢

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基于熱經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)構(gòu)理論的微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)    鄧建;吳靜怡;王如竹;李勝;韓固勇;雷金果;

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基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真    曾進(jìn),任慶生,翁史烈,孫薇榮

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一種評(píng)價(jià)能源利用方式的新方法    薛志峰;劉曉華;付林;江億;

燃機(jī)熱電冷聯(lián)供自備電站優(yōu)化配置研究    張士杰,李宇紅,葉大均

熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的幾種主要評(píng)價(jià)模型分析    賈明生,凌長(zhǎng)明

中國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀及節(jié)能措施概述    李仕國(guó);王燁;

生物質(zhì)能用于熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)的可行性探討    李新禹,蘇文

冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)在浙江省的發(fā)展前景淺析    金富根;

天然氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用分析    馬寧;李冰;

基于能量利用效率和耗能比的節(jié)能效果評(píng)估體系    朱永強(qiáng);尹忠東;

三菱M701F型燃機(jī)閥門校驗(yàn)方法及故障分析與處理    黃甦;王文勇;

以天然氣為燃料的熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用模式分析    周科;龍新峰;梁平;

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冷電聯(lián)供分布式供能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析    郭力;王守相;許東;王成山;

非能量費(fèi)用影響下的冷熱電聯(lián)供產(chǎn)品成本符號(hào)分析    張俊禮;葛斌;孫錦;

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冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電上網(wǎng)的可行性分析    李朝振;吳燎蘭;山宏剛;李敏;

微燃機(jī)CCHP系統(tǒng)的熱力學(xué)分析    秦朝葵;李偉奇;謝衛(wèi)華;

電廠周邊冷熱聯(lián)供系統(tǒng)研究    王默晗;衣秋杰;楊前明;郭蘭蘭;

以制冷節(jié)能促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展    陸震;

電廠周邊冷熱聯(lián)供系統(tǒng)淺析    王默晗;楊前明;姚易先;郝紅宇;

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行分析    胡燕飛;吳靜怡;李勝;

上海世博園區(qū)江水源熱泵應(yīng)用研究    龍惟定;馬宏權(quán);梁浩;張文宇;張思柱;吳筠;

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COGAG裝置動(dòng)態(tài)特性與機(jī)槳匹配仿真研究    唐鴻羽

基于全年負(fù)荷的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化分析    高偉

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三級(jí)恒溫沼氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化研究    馮永強(qiáng)

太陽(yáng)能與甲醇熱化學(xué)互補(bǔ)系統(tǒng)集成與模擬研究    張傳強(qiáng)

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基于能質(zhì)系數(shù)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能量分析及優(yōu)化改造研究    李虎祥

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分布式供電和冷熱電聯(lián)產(chǎn)的前景    徐建中

微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電在我國(guó)的應(yīng)用前景    靳智平

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冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)配置與運(yùn)行策略的優(yōu)化    李赟;黃興華;

220t／h循環(huán)流化床鍋爐性能的仿真預(yù)測(cè)    倪維斗，李政

余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差及其對(duì)聯(lián)合循環(huán)性能的影響    蔡睿賢

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冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則    馮志兵,金紅光

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燃?xì)鉄釟鈾C(jī)在國(guó)內(nèi)熱電聯(lián)供領(lǐng)域應(yīng)用的探討    朱辰元;

上海F1國(guó)際賽車場(chǎng)酒店熱電聯(lián)供方案    葉謀杰;

SOFC熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法研究    趙璽靈;付林;張興梅;段常貴;

分布式熱電聯(lián)供技術(shù)在上海世博會(huì)的應(yīng)用    陳穎蓉;楊錦成;

工廠自備電站的發(fā)展趨勢(shì)    Douglas J. Smith;虞月瑾;

區(qū)域供冷與分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)    康英姿;華賁;

燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供系統(tǒng)性能評(píng)估案例    李鋒;趙璽靈;付林;

熱電聯(lián)供與建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展探析    姚遠(yuǎn);梅騰;

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樓宇冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)成本分?jǐn)偡椒ㄑ芯?nbsp;   劉鳳強(qiáng),曹家樅,曹雙華

積極發(fā)展分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),節(jié)約能源    段常貴;王烜;張敏;

天然氣驅(qū)動(dòng)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能性研究    孔祥強(qiáng);李瑛;王如竹;

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的應(yīng)用分析    翁一武;蘇明;翁史烈;

天然氣驅(qū)動(dòng)微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能性研究    孔祥強(qiáng);李瑛;王如竹;

天然氣驅(qū)動(dòng)微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能性研究    孔祥強(qiáng);李瑛;王如竹;

微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析    皇甫藝;吳靜怡;王如竹;

天然氣驅(qū)動(dòng)小型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能性研究    孔祥強(qiáng);李瑛;王如竹;

基于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)熱能管理器的設(shè)計(jì)    皇甫藝;吳靜怡;王如竹;夏再忠;

基于吸附制冷的微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究    孔祥強(qiáng);李瑛;楊前明;王如竹;

天然氣梯級(jí)利用評(píng)價(jià)與環(huán)境效益分析    謝諾琳;孫志高;

新世紀(jì)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)    肖波

為熱電聯(lián)供技術(shù)正名    沈建苗

熱電冷水四聯(lián)供電廠紙業(yè)廢變寶    

鏖戰(zhàn),在炙熱中升華    劉一丹

馮江華——努力推動(dòng)冷熱電三聯(lián)產(chǎn)的人    阿更

全國(guó)最大粘纖基地的“開(kāi)篇之作”    南京日?qǐng)?bào)記者　 沈文虹 通訊員　 金世凱 呂道峰

行家解碼用電系統(tǒng) 優(yōu)化運(yùn)行有新說(shuō)    本報(bào)記者　 凌維 通訊員　 秦明軍

油稠人不愁管理創(chuàng)一流    葉菊

打造高效通暢的千里油龍    鄒霞

齊魯乙烯優(yōu)化管理保優(yōu)化運(yùn)行    李增杰

樓宇級(jí)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化及多屬性綜合評(píng)價(jià)方法研究    王江江

面向質(zhì)子交換膜燃料電池能量系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能分析    謝春剛

油田地面注水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究    高愛(ài)華

川西地區(qū)天然氣管網(wǎng)優(yōu)化及仿真技術(shù)研究    柏毅

電站鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與應(yīng)用研究    李智

西北緣輸配氣系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化研究    孫建剛

考慮輔助服務(wù)的發(fā)電商優(yōu)化運(yùn)行研究    劉涌

光纖Bragg光柵測(cè)量理論及其在動(dòng)力工程中應(yīng)用的研究    黃雪峰

微小型濕空氣透平循環(huán)研究    萬(wàn)逵芳

液化天然氣接收站與乙烯一體化技術(shù)研究    王良軍

基于綜合性能指標(biāo)的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與配置    王慶華

動(dòng)態(tài)負(fù)荷下天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化    李政義

基于全年負(fù)荷的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化分析    高偉

燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)性能及運(yùn)行優(yōu)化研究    閆曉娟

三級(jí)恒溫沼氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化研究    馮永強(qiáng)

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中微型燃?xì)廨啓C(jī)及空調(diào)的仿真與控制    唐賢健

基于可再生能源的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)模擬研究    施曉麗

電廠負(fù)荷優(yōu)化分配和循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的研究    吳驊鳴

原油庫(kù)加熱節(jié)能研究    李德海

梯級(jí)水電站優(yōu)化運(yùn)行的算法及應(yīng)用研究    向凌