熱電冷聯產系統(tǒng)建模與優(yōu)化研究

1、熱電冷聯產系統(tǒng)建模與優(yōu)化研究熱電冷聯產系統(tǒng)建模與優(yōu)化研究韋xx（柳州職業(yè)技術學院廣西柳州545006）中圖分類號：中圖分類號：TM611文獻標識碼：文獻標識碼：B摘要：使用熱電冷聯產系統(tǒng)是降低能量消耗，提高能量綜合利用率的有效方法。本文針對熱電冷聯產系統(tǒng)的工作原理進行的深入的研究，并對該系統(tǒng)的常用優(yōu)化方法、策略進行了對比介紹，提出了實現熱電冷聯產系統(tǒng)技術最優(yōu)運行模型。對熱電冷聯產系統(tǒng)中的脫機過程和聯機過程的分別進行了優(yōu)化研究，給出的優(yōu)化

2、的基本思路。最后對熱電冷聯產系統(tǒng)的優(yōu)化過程進行了詳細描述，通過對系統(tǒng)模型的主要參數、工作過程進行建模，并通過相互之間的約束關系分析，得到了模型的優(yōu)化結果。關鍵詞關鍵詞:熱冷電聯產系統(tǒng)，建模，制冷，優(yōu)化，參數ResearchofmodelingoptimizedtotheCombinedCoolingHeatingPowerSystemWeiBinGui（LiuZhouVocationalmodellingcoolingoptimizat

3、ionparameter1前言前言隨著經濟的發(fā)展，人們對能源的消耗也越來越多，近年來，大量的研究表明能源的消耗與環(huán)境的惡化有著直接的聯系。因為在日常使用的能源中，清潔能源只占很小的一部分，大部分的能源在制造和傳輸過程中都可能對環(huán)境帶來污染。為了提高能源的利用率，降低對環(huán)境的破壞，同時也為了提高經濟的效益，很多學者在能源的循環(huán)利用、合理分配等方面開展了大量的研究。從目前的研究情況來分析，熱電冷聯產和電力網的一體化將會在未來的電力系統(tǒng)結構中

4、占據重要地位。微型燃油汽輪機，光電發(fā)生器，燃料電池系統(tǒng)以及任何一種發(fā)電廠都可以做到熱電冷聯產。熱電冷聯產系統(tǒng)能夠提高人們對能源的利用率，減少人們對能源的需求，從而實現對環(huán)境的保護。因此，對熱電冷聯產系統(tǒng)的工作原理開展研究，對熱電冷聯產系統(tǒng)的工作過程進行優(yōu)化，提高熱電冷聯產系統(tǒng)的工作效率具有十分明顯的現實意義。凍機，之所以采用這個模型，其重要性和原因在于：首先，由于系統(tǒng)中已含有一個公用電網，所以無需儲電；其次，由于儲電單元比大多數的儲熱單

5、元的費用要貴，所以對于大規(guī)模的系統(tǒng)而言，增加資金投入尚可實現，但是對于獨立的系統(tǒng)，一定要極有實力才能擴大投資。3熱電冷聯產系統(tǒng)設計過程中優(yōu)化方法熱電冷聯產系統(tǒng)設計過程中優(yōu)化方法本系統(tǒng)規(guī)模較小，包含三種類型的能量流：電能，熱能，冷卻，并且假設本系統(tǒng)已經與電力網相連接，對于其管理策略，僅從生產者的角度予以考慮。使用者有兩種：一種是可以購買本系統(tǒng)所產全部電力的電力網，另一種則是局部負荷，局部負荷常被認為是局部鄰域，可以購買其所需要的電能，熱能

6、和冷卻。本系統(tǒng)要首先滿足局部鄰域的需要，當然，電網應該對所有供電儲備進行補給，儲電設備內部需要的電力可以忽略不計，內部需要的熱力由內部本身提供。本系統(tǒng)中，熱電冷聯產的各個組件如活塞式發(fā)動機，渦輪機，微型燃氣輪機，光電發(fā)生器，燃料電池系統(tǒng)等，可以替代CHP（熱電聯產）系統(tǒng)，原因是能量流的類型，盡管本系統(tǒng)可以有其他類型的CHP系統(tǒng)，但本文所指的CHP是一種把活塞式發(fā)動機和一個可以同時生產電力及熱水的發(fā)電機連接在一起的系統(tǒng)。本文設定組成CHP

7、系統(tǒng)的所有管道，以及蓄熱水池都經過高度曝曬，但是這些曝曬并未給CHP帶來額外的熱量。。優(yōu)化運行的要點在于實現科技經濟化的運行。優(yōu)化運行之所以很重要，是因為我們需要降低投資，節(jié)省資金，時間，燃料和環(huán)境資源，并且獲得更多的效益和舒適度。優(yōu)化運行的方法有兩種：脫機優(yōu)化運行方法和聯機優(yōu)化運行方法。在脫機優(yōu)化運行方法中，要預先設定一個負荷曲線圖，這個圖中記錄的是年度中每一天系統(tǒng)操作前的相等時段的負荷量。該系統(tǒng)必須根據事先優(yōu)化的明確的程序進行操作。

8、如果使用的系統(tǒng)比較簡單，并且僅根據一個計劃好的程序時間表，那么得到的負荷曲線圖就非常準確，此時就可以并且應該考慮這個方法。如果是在復雜的系統(tǒng)中，如系統(tǒng)中含有無法預知的負荷，那么負荷曲線圖就比較隨機，此時考慮負荷曲線圖的精確性，就應該采取其他方法。在聯機優(yōu)化運行方法中，負荷曲線圖沒有被限定，所以下一刻的負荷質量是無法預知的。因此，就需要測定系統(tǒng)運作中的負荷，理論上應該測定每時每刻的負荷，但實際操作時只能測定每個特定的較短的時短的負荷。這種

9、負荷存在于大多數復雜的系統(tǒng)中。這種方法需要先進的控制硬件和軟件。系統(tǒng)在測定快速的負荷時要有快速的反應，但是由于系統(tǒng)含有非電力（加熱，制冷）的部件，其熱力學性質限制了系統(tǒng)的反應速度。這是聯機優(yōu)化運行方法的最主要的局限性問題，應該進行權衡。在本文采用脫機方法，從而每天都對TOOCS脫機模型分成24個時段進行優(yōu)化。該模型優(yōu)化了CHCP系統(tǒng)中的能量流，這個非線性模型主要用于并聯型熱電冷聯產系統(tǒng)，當然，它也可以用于只有一些小型號的單機系統(tǒng)。由于電

10、負荷，熱負荷，冷負荷的變化性和不一致性，以及售出和購入能源的不同價格，有必要認真思考應該采用哪種能源資源來供給每個時段的負荷，從而把售出過剩能量獲得的日常總收益最大化。如果在較好規(guī)模的熱電冷聯產的電廠里，沒有一個優(yōu)化運行的策略，那么工廠的總體效率將下降，因此，資金和能源都將會被浪費。優(yōu)化運行是CHCP系統(tǒng)中能源管理的重要部分。4熱電冷聯產系統(tǒng)的優(yōu)化過程熱電冷聯產系統(tǒng)的優(yōu)化過程熱電冷聯產系統(tǒng)模型的優(yōu)化目標是測定熱電聯產系統(tǒng)中每個時段的能量