分布式多能源冷热电联供系统运行策略优化研究

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随着能源与环境问题的日趋严峻,国家越来越重视能源的发展与利用,大力推崇可再生能源的利用。冷热电联供(CCHP)系统因其具备多类型能源的同时供给、能够实现多能源的梯级利用以及一次能源利用率较高等优势而引起了人们的关注。因此传统CCHP系统与可再生能源的结合成为了一个较为热门的研究方向。其中备受关注的就是系统的运行策略问题,系统的运行策略是否合理直接影响着系统节能性、经济性和环保性等优势。
  在此背景下,本文针对由可再生能源、储能装置、CCHP系统核心设备等组成的分布式多能源CCHP系统为研究对象,为了提高系统的综合性能,对分布式多能源CCHP系统的不同运行策略进行了优化研究,并通过算例仿真验证,结果表明本文所提出的运行策略的有效性和经济性。本文主要完成了以下几个方面的工作:
  在充分考虑了微型燃气轮机热电效率随负载变化特性的基础上,给出了二者的量化关系曲线,为微型燃气轮机效率参数的选取提供理论依据。此外,还通过对分布式多能源CCHP系统中发电、供热、供冷三类设备特性的分析,建立了分布式多能源CCHP系统单元的数学模型,并给出基于数据拟合的风机类单元的参数方程,为系统的策略优化指标体系建立奠定了基础。
  考虑到在以电定热(FEL)和以热定电(FTL)两种传统策略下分布式多能源系统的运行存在的缺点,提出了基于电、热储能装置的分布式多能源系统混合(FHL)运行策略,建立了包含节能性、经济性及环保性的系统综合性能评价指标体系,构建了分布式多能源系统的优化模型,给出了基于储能的分布式多能源系统的混合运行策略优化方法,实现了多场景下的分布式多能源系统运行策略的优化。并通过算例仿验证,仿真结果表明,本文所提出的基于储能的分布式多能源系统混合运行优化策略优于传统的FEL和FTL运行策略。
  针对在某些情况下基于FHL运行策略可能造成分布式多能源系统能源供给不足的问题,建立了热电联产单元与整体系统匹配程度的评价指标体系,提出了一种基于最小距离(MD)的运行策略,将该策略与FEL、FTL和FHL运行策略相比,提高了分布式多能源系统的综合性能。最后基于最小距离(MD)的运行策略,给出了不同季节典型日的最优出力曲线,由此验证所提运行策略不仅系统性能匹配程度较高,还保证了系统运行的有效性和经济性。
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