基于NSGA-Ⅱ多目標(biāo)遺傳算法小型分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化.pdf

1、小型分布式能源系統(tǒng)是指容量在50kW以下，就地提供冷、熱、電和熱水負(fù)荷。由于減少了能量輸送環(huán)節(jié)的損失，小型分布式能源系統(tǒng)可高效為小規(guī)模用戶提供負(fù)荷需求。但由于供能設(shè)備多，且負(fù)荷波動(dòng)大，需要對(duì)系統(tǒng)部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此本文開(kāi)展基于NSGA-II多目標(biāo)遺傳算法小型分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的研究。
　　本文以大連市某小型居民建筑為對(duì)象，按照確定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用DeST軟件，得到該建筑的冷、熱、電及生活熱水負(fù)荷分別為15.2kW、16.5k

2、W、14.2kW及1.9kW。通過(guò)確定建筑在工作日、周末的逐時(shí)內(nèi)、外熱擾，計(jì)算了建筑夏、冬季典型日逐時(shí)負(fù)荷。
　　根據(jù)計(jì)算對(duì)象的氣候特點(diǎn)和負(fù)荷特征，在分析比較常見(jiàn)的分布式能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了一種太陽(yáng)能和天然氣混合供能的小型分布式能源系統(tǒng)。并對(duì)系統(tǒng)中碟式太陽(yáng)能斯特林熱發(fā)電模塊、VM循環(huán)熱泵、蓄能裝置及換熱器進(jìn)行了建模。
　　在給定熱源溫度、循環(huán)平均壓力、冷熱腔容積比和轉(zhuǎn)速范圍下，應(yīng)用NSGA-II遺傳算法，對(duì)VM循環(huán)熱泵進(jìn)

3、行了多目標(biāo)優(yōu)化。當(dāng)熱源溫度973.84K，循環(huán)平均壓力7.06×108Pa，冷熱腔容積比26.72和408.98rpm轉(zhuǎn)速時(shí)，系統(tǒng)具有COP和?效率ηe的綜合最佳。此時(shí)?效率為0.215，COP為3.17。該工況的靈敏度分析表明：熱源溫度對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響比重較高，冷熱腔容積比與轉(zhuǎn)速作用相對(duì)較小，循環(huán)平均壓力引起的變動(dòng)最小。因此在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)首先保證熱源溫度恒定。
　　以年總費(fèi)用和年CO2、NO2排放量為目標(biāo)函數(shù)，以負(fù)荷間的能流平

4、衡、設(shè)備的性能為約束，得到了系統(tǒng)設(shè)備容量配置的Pareto最優(yōu)解集。其中年總排放量最小為方案1，年總費(fèi)用最小為方案3。通過(guò)TOPSIS優(yōu)選法得到方案2為最優(yōu)方案，此時(shí)系統(tǒng)的容量配置為：碟式太陽(yáng)能斯特林發(fā)電系統(tǒng)容量為14.2kW，VM循環(huán)熱泵為23kW，儲(chǔ)電設(shè)備為10.5kWh，蓄熱水箱9.89kWh。
　　最后與傳統(tǒng)分供系統(tǒng)對(duì)比，本文得到的構(gòu)建系統(tǒng)最優(yōu)方案解集具有運(yùn)行節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。方案1、2和3的年運(yùn)行費(fèi)用分別節(jié)約50.59%、