分布式能源系統(tǒng)構造及建模研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、分布式能源系統(tǒng)作為一種總能系統(tǒng),在“溫度對口,階梯利用”原則下使得一次能源利用率得到極大提高,不僅提高了系統(tǒng)經(jīng)濟性而且減輕了環(huán)境壓力。近些年我國對分布能源系統(tǒng)越來越重視,出臺了一系列相關政策用于促進分布式能源系統(tǒng)發(fā)展,但是對于分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展僅有政策支持還不夠,在此基礎上還要有相應技術支持,尤其是在分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化配置和調度方面,事實證明合理的優(yōu)化配置和調度對充分發(fā)揮分布式能源系統(tǒng)優(yōu)勢至關重要。分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化配置和調度不僅

2、涉及到自身設備特性還涉及到環(huán)境特性和用戶動態(tài)負荷特性,并且系統(tǒng)本身設備構造繁多、匹配復雜,要綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟特性、排放特性、節(jié)能特性等,從多個方面入手有效指導系統(tǒng)優(yōu)化方向,使系統(tǒng)在實際運行中盡可能達到理想狀態(tài)。所以對分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化越來越趨于多目標優(yōu)化,這也增加了系統(tǒng)優(yōu)化復雜性。本文中就針對這一問題在分析典型的分布式能源系統(tǒng)配置構造基礎上提出了以燃氣輪機為動力核心,采用蒸汽-燃氣聯(lián)合循環(huán)并且結合太陽能光伏以及蓄能裝置的系統(tǒng)。并且針

3、對這一系統(tǒng)采用多目標二層規(guī)劃算法,對系統(tǒng)的配置與調度同時進行優(yōu)化:上層規(guī)劃中采用非支配基因遺傳算法(NSGA-Ⅱ),以系統(tǒng)年總費用(ATC)、年CO2、NO2排放量(CNDE)為目標函數(shù)以各個設備容量為決策變量,對系統(tǒng)配置進行優(yōu)化;下層規(guī)劃中采用單目標遺傳算法結合動態(tài)規(guī)劃算法,以系統(tǒng)年運行維護費用(AOMC)為目標函數(shù)以各設備運行負荷率為決策變量,對系統(tǒng)的調度運行進行優(yōu)化。并且輸出最優(yōu)pareto解集,同時對優(yōu)化結果進行經(jīng)濟性、排放性、

4、節(jié)能性以及敏感性分析。
  本研究主要內容包括:⑴建立了包含蒸汽-燃氣聯(lián)合循環(huán)、太陽能光伏、蓄能裝置、吸收式熱泵、電壓縮熱泵等主要設備的分布式能源系統(tǒng),在考慮了環(huán)境溫度與部分負荷率對設備的影響前提下建立了系統(tǒng)中各個設備熱力模型。⑵介紹了系統(tǒng)優(yōu)化模型,提出依據(jù)用戶8760h的負荷特性在滿足用戶負荷基礎上逐時優(yōu)化調度方案,分析了多目標二層優(yōu)化算法中各層的優(yōu)化目標以及約束條件,著重介紹了NSGA-Ⅱ算法、動態(tài)規(guī)劃法以及pareto最優(yōu)解

5、集。并且針對本文中所構建的系統(tǒng),建立了年總費用、凈現(xiàn)值、投資回收期、年排放量、相對減排率、一次能源利用率、一次能源節(jié)約率、經(jīng)濟炯效率等多方面評價標準。⑶以北京某大型集中公寓為研究對象,采用DeST模擬用戶全年8760h冷熱電負荷,并且通過DeST氣象數(shù)據(jù)庫模擬出北京地區(qū)全年逐時溫度、太陽輻射分布。以Matlab為平臺建模計算根據(jù)用戶全年逐時負荷對系統(tǒng)進行優(yōu)化計算得出pareto-最優(yōu)前沿。選取其中三個方案應用以上評價標準對各方案進行分析

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