分布式能源系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究.pdf

1、由于分布式能源系統(tǒng)存在設(shè)備容量設(shè)計(jì)不匹配、運(yùn)行方式選擇不合理、能量來(lái)源單一等問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)在很大程度上限制了分布式能源系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。本文針對(duì)分布式能源系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，以賓館和辦公樓分布式能源系統(tǒng)為研究對(duì)象，以設(shè)計(jì)優(yōu)化、運(yùn)行方式優(yōu)化、多能互補(bǔ)系統(tǒng)研究為主線，綜合考慮節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等多方面因素，對(duì)分布式能源系統(tǒng)進(jìn)了多角度地探索和分析。
　　(1)建筑物全年逐時(shí)冷、熱、電負(fù)荷模擬
　　根據(jù)我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用DeS

2、T軟件對(duì)北京地區(qū)某辦公樓和五星級(jí)賓館進(jìn)行了冷、熱、電負(fù)荷動(dòng)態(tài)模擬，并對(duì)其全年逐時(shí)、逐月和典型日的負(fù)荷及熱電比變化規(guī)律進(jìn)行了分析和總結(jié)。該負(fù)荷模擬方法克服了以往建筑能耗計(jì)算中不考慮能耗隨時(shí)間變化的缺點(diǎn)，為系統(tǒng)設(shè)備容量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)提供了更加準(zhǔn)確的負(fù)荷基礎(chǔ)。
　　(2)分布式能源系統(tǒng)運(yùn)行方式研究
　　建立了“以熱定電”、“以電定熱”方式的通用計(jì)算模型，結(jié)合包含一次能源節(jié)約率、年費(fèi)用節(jié)約率和二氧化碳減排率指標(biāo)在內(nèi)的綜合指標(biāo)計(jì)算方法，推導(dǎo)

3、出各運(yùn)行方式間的綜合評(píng)價(jià)模型，指出了傳統(tǒng)“混合運(yùn)行”方式的問(wèn)題所在，提出了一種“改進(jìn)的混合方式”。以賓館負(fù)荷為對(duì)象的算例表明，“改進(jìn)的混合方式”能使分布式能源系統(tǒng)始終處于最佳運(yùn)行模式下，較傳統(tǒng)的“混合運(yùn)行”方式具有更好的綜合性能，該運(yùn)行方式不僅在熱電比較高時(shí)具有較好的綜合運(yùn)行效果，而且克服了“混合運(yùn)行”方式在熱電比較低時(shí)綜合指標(biāo)差的缺點(diǎn)。
　　(3)分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法研究
　　提出一種基于遺傳算法和最大矩形面積法的設(shè)

4、計(jì)優(yōu)化方法，該方法采用最大矩形面積法確定待優(yōu)化變量的范圍，應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解。該方法能夠有效縮小待優(yōu)化變量的取值范圍，同時(shí)克服最大矩形面積法無(wú)法兼顧綜合指標(biāo)最優(yōu)的缺點(diǎn)。以辦公樓負(fù)荷為研究對(duì)象，從優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性、運(yùn)行指標(biāo)的合理性等多個(gè)角度對(duì)本文提出的設(shè)計(jì)優(yōu)化模型進(jìn)行了驗(yàn)證分析。本文還根據(jù)建筑物全年負(fù)荷特點(diǎn)，將傳統(tǒng)全年單一電制冷比系數(shù)優(yōu)化變?yōu)椋瑥墓峒?、過(guò)渡季、制冷季三個(gè)階段分別對(duì)電制冷比系數(shù)的優(yōu)化，進(jìn)一步提高了分布式能源系統(tǒng)的綜合

5、指標(biāo)。
　　(4)多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化與分析
　　考慮以天然氣為主的分布式能源系統(tǒng)的局限性，本文設(shè)計(jì)了一種以太陽(yáng)能為輔助驅(qū)動(dòng)源的多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)，并確定了系統(tǒng)的最佳原動(dòng)機(jī)容量、電制冷比系數(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電面積占比等。從設(shè)備特性、市場(chǎng)因素等方面對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行性能進(jìn)行了敏感性分析。并將所設(shè)計(jì)的多能互補(bǔ)系統(tǒng)與傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)在能量消耗、費(fèi)用使用、二氧化碳排放等方面進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明多能互補(bǔ)系統(tǒng)具有更高的一次能源節(jié)約率

6、、二氧化碳減排率和綜合指標(biāo)。
　　(5)儲(chǔ)熱裝置對(duì)多能互補(bǔ)系統(tǒng)的影響分析
　　設(shè)計(jì)了一種帶有儲(chǔ)熱裝置的多能互補(bǔ)系統(tǒng)，并對(duì)原動(dòng)機(jī)容量、電制冷比系數(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電面積占比、儲(chǔ)熱裝置容量等進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。從全年、逐月、典型日三個(gè)時(shí)間層面對(duì)有無(wú)儲(chǔ)熱裝置的多能互補(bǔ)系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比分析，研究了儲(chǔ)熱裝置對(duì)多能互補(bǔ)系統(tǒng)的影響。分析結(jié)果表明適當(dāng)容量的儲(chǔ)熱裝置能夠在節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保方面提高系統(tǒng)運(yùn)行效果，克服了由于多能互補(bǔ)系統(tǒng)初始投資大所造成經(jīng)濟(jì)性差