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)存在設備容量設計不匹配、運行方式選擇不合理、能量來源單一等問題，這些問題的出現(xiàn)在很大程度上限制了分布式能源系統(tǒng)的進一步發(fā)展。本文針對分布式能源系統(tǒng)中存在的問題，以賓館和辦公樓分布式能源系統(tǒng)為研究對象，以設計優(yōu)化、運行方式優(yōu)化、多能互補系統(tǒng)研究為主線，綜合考慮節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保等多方面因素，對分布式能源系統(tǒng)進了多角度地探索和分析。
　　(1)建筑物全年逐時冷、熱、電負荷模擬
　　根據(jù)我國建筑節(jié)能標準，應用DeS

2、T軟件對北京地區(qū)某辦公樓和五星級賓館進行了冷、熱、電負荷動態(tài)模擬，并對其全年逐時、逐月和典型日的負荷及熱電比變化規(guī)律進行了分析和總結。該負荷模擬方法克服了以往建筑能耗計算中不考慮能耗隨時間變化的缺點，為系統(tǒng)設備容量優(yōu)化設計提供了更加準確的負荷基礎。
　　(2)分布式能源系統(tǒng)運行方式研究
　　建立了“以熱定電”、“以電定熱”方式的通用計算模型，結合包含一次能源節(jié)約率、年費用節(jié)約率和二氧化碳減排率指標在內的綜合指標計算方法，推導

3、出各運行方式間的綜合評價模型，指出了傳統(tǒng)“混合運行”方式的問題所在，提出了一種“改進的混合方式”。以賓館負荷為對象的算例表明，“改進的混合方式”能使分布式能源系統(tǒng)始終處于最佳運行模式下，較傳統(tǒng)的“混合運行”方式具有更好的綜合性能，該運行方式不僅在熱電比較高時具有較好的綜合運行效果，而且克服了“混合運行”方式在熱電比較低時綜合指標差的缺點。
　　(3)分布式能源系統(tǒng)設計優(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

4、計優(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，應用遺傳算法進行優(yōu)化求解。該方法能夠有效縮小待優(yōu)化變量的取值范圍，同時克服最大矩形面積法無法兼顧綜合指標最優(yōu)的缺點。以辦公樓負荷為研究對象，從優(yōu)化結果的準確性、運行指標的合理性等多個角度對本文提出的設計優(yōu)化模型進行了驗證分析。本文還根據(jù)建筑物全年負荷特點，將傳統(tǒng)全年單一電制冷比系數(shù)優(yōu)化變?yōu)?，從供熱季、過渡季、制冷季三個階段分別對電制冷比系數(shù)的優(yōu)化，進一步提高了分布式能源系統(tǒng)的綜合

5、指標。
　　(4)多能互補分布式能源系統(tǒng)的設計優(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，本文設計了一種以太陽能為輔助驅動源的多能互補分布式能源系統(tǒng)，并確定了系統(tǒng)的最佳原動機容量、電制冷比系數(shù)、太陽能發(fā)電面積占比等。從設備特性、市場因素等方面對系統(tǒng)運行性能進行了敏感性分析。并將所設計的多能互補系統(tǒng)與傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)在能量消耗、費用使用、二氧化碳排放等方面進行了對比分析，結果表明多能互補系統(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。
　　(5)儲熱裝置對多能互補系統(tǒng)的影響分析
　　設計了一種帶有儲熱裝置的多能互補系統(tǒng)，并對原動機容量、電制冷比系數(shù)、太陽能發(fā)電面積占比、儲熱裝置容量等進行了設計優(yōu)化。從全年、逐月、典型日三個時間層面對有無儲熱裝置的多能互補系統(tǒng)進行了對比分析，研究了儲熱裝置對多能互補系統(tǒng)的影響。分析結果表明適當容量的儲熱裝置能夠在節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保方面提高系統(tǒng)運行效果，克服了由于多能互補系統(tǒng)初始投資大所造成經(jīng)濟性差