一种CCHP系统配置优化LP模型及高效算法

冷热电三联供系统(combined cooling heating and power,CCHP)的经济性受多种因素影响,需要在设计阶段进行系统的配置优化和运行优化。以年总费用(ATC)最低为目标构建了CCHP系统配置优化模型,同时构建了运行优化模型以确定最佳的运行方案。这两个模型均包含大量的逐时线性规划(linear programming,LP)模型,而常规循环求解方法求解耗时较长。通过对逐时LP模型分段消元,并引入图解法求解,将常规方法中的迭代循环转换成矩阵代数运算,可大大提高求解效率。计算案例显示:运行优化模型的求解时间从常规方法的78.500s减少到了0.015s,配置优化模型的求解时间从3 338.000s缩短至0.760s。极短的求解时间有利于CCHP系统的多方案对比和敏感性分析。     

三种典型的CCHP经济性分析比较

CCHP系统的热电联产设备投资对系统经济性影响很大,通过对应用于特定地区的三种相同功率等级、不同电／热（冷）功率比的CCHP系统进行经济性计算分析,得出选择CCHP热电联产设备的原则。     

天然气基CCHP与热化学溶液蓄能耦合系统研究

针对天然气CCHP(冷热电分布式)系统供能与负载在时间和强度上不匹配及变工况运行效率低下的问题,提出一种基于热化学溶液蓄能技术的新型天然气基CCHP系统。该新型系统核心部件为热化学溶液制冷/蓄冷/释冷装置,具有制冷、蓄冷与释冷三重工况。采用化工动力流程模拟软件(Aspen plus)进行热力性能计算,以热力学第一、第二定律作为评价准则进行分析,结果表明:与参比系统比较,该新型系统总能系统热效率提高了14.3个百分点,达到80.2%;制冷量提升率最高可以达到61.2%;火用效率最高可以达到33.9%,低温烟气余热回收率达到36%。该新型系统结构简单,只需将传统天然气基CCHP系统补充热化学溶液制冷/蓄冷/释冷装置即可实现,具备提高冷供应量、提高总能系统效率和深度利用低温烟气余热等优势,该系统集成方法为其它能量系统集成研究提供思路,具有较好的市场应用前景。     

基于改进白鲸算法的太阳能与生物质互补CCHP系统多目标优化研究

为解决可再生能源不稳定及消纳问题,构建了一种涵盖太阳能光伏/光热、电解水制氢及生物质气化甲烷化在内的冷热电联供(CCHP)系统;针对联供系统在高维多目标下的容量匹配问题,提出并验证了一种适用于高维多目标的改进白鲸(MOBWO)算法,其在改善分布性的同时提高了算法的收敛速度。基于此方法开展的案例分析表明：容量配置方案相比分产系统,虽然年总成本提高了19.8%,但是化石燃料消耗量降低了56.8%,CO₂排放量降低了53.1%,灵活性达到51.6%;在该案例模型下,改进白鲸算法较非支配排序遗传(NSGA-2)算法和多目标粒子群(MOPSO)算法有着更好的求解效果。     

分布式能源系统的研究及配置方案分析

介绍分布式能源站冷热电三联供系统以及近期的国家政策,分析已建成的主要分布式能源站的配置概况,并探讨如何根据负荷情况对分布式能源站进行合理配置的主要原则。通过对目前所面临问题的分析,为分布式能源站的设计和研究方向提供了建议。     

冷热电三联供系统在办公楼的应用探讨

通过分析微燃机冷热电三联供系统在办公楼中的应用,介绍冷热电三联供系统的特点与形式,并且结合典型办公楼的特点,总结微燃机冷热电三联供系统在办公楼设计应用中的注意问题。与传统制冷机组+冷却塔这种中央空调系统对比,微燃机冷热电三联供系统在办公楼的应用不但可以节约能源,而且具有增加电能生产和保护环境的效益。     

冷热电分布式供能系统的应用和发展

本文论述了冷热电三联产分布式供能系统在国内外的发展动态和应用现状,对其工作原理进行介绍,对特点进行归纳和总结,并且阐述采用该技术对改善环境、节能降耗及提高人民生活水平的重要作用和深远意义.最后对该技术在我国的发展进行展望,同时建议政府应给予相应的支持和优惠政策.     

负荷结构对冷热电联供系统优化配置的影响

负荷结构是联供系统优化中特有的因素,对联供系统的配置规律有重要影响;这方面的研究有利于我国时这一技术的正确推广.建立了冷热电三联供系统的混合整型非线性集成优化模型.基于某宾馆实测负荷计算了不同负荷比例下的多个算例,利用灵敏度分析考查了热电比、冷电比对各设备最佳容量的影响.研究结果表明:不同负荷结构时设备最佳容量及其变化趋势有明显变化;常见的以电定热或以热定电的方式难以获得燃气轮机的最佳容量;吸收式制冷机最佳容量也受各负荷的影响;锅炉和电制冷机的最佳容量可以分别单独由热电比和冷电比近似确定.研究结果可以对不同气候地区三联供系统的推广提供借鉴.     

天然气分布式能源系统的应用及探讨

详细介绍了天然气分布式能源系统的分类和工程应用的常见模式,分析了该系统的主要特点和适用项目,总结其在实际工程应用中遇到的主要问题,提出相应的解决办法,并指出了发展天然气分布式能源系统是利用天然气的最佳技术路线.     

基于压缩空气储能的新型冷热电联供系统性能研究

为了解决用户负荷需求在时间上的变动和传统冷热电联供（Combine Cooling, Heating & Power, CCHP）系统大部分时间处于非设计工况下运行导致系统的能源利用效率较低的问题,提出了一种耦合压缩空气储能系统（Compressed Air Energy Storage system, CAES）和蓄热装置的新型CCHP系统（CAES based CCHP system,CAES CCHP）,建立系统的热力学模型,在给定的充、放电工作条件下对CAES CCHP系统的热力学性能进行分析,并对影响该系统性能的CAES压气机压缩比、透平进气口压力、流经CAES的烟气质量流量3个关键参数进行敏感性分析。研究结果表明：CAES CCHP系统能实现冷热电灵活调控,且系统的CAES功转换效率为57.41%,一次能源利用率、一次节能率及火用效率分别为76.22%,24.84%和31.97%,比传统的CCHP系统分别提高10.97%,18.15%和7.58%。     

冷热电三联供系统配置与运行策略的优化

对一个冷热电三联供系统的配置与运行策略进行了分析。该系统由燃气内燃机、吸附制冷机和电热泵组成。根据设备容量、数量、性能和分时段能源价格等，在满足应用场合冷热电负荷需求条件下，运用混合整型（0-1）多级目标规划方法，建立了联供系统的优化模型，得到了系统的最优配置和运行策略。该模型三级目标函数包括运行费用最低、各主要设备配置数量最少和实际运行负荷率最大化。应用该模型对一实例进行的分析取得了较好的经济效果。     

天然气冷热电联供系统热经济优化研究

为了更好地理解能源系统在热力学、经济和生态方面的性能机制,提出了天然气和地热能耦合利用的冷热电联供系统,主要动力单元为内燃机,其高温烟气分别进入有机朗肯循环（ORC）和吸收式热泵进行梯级利用,末端烟气通入余热换热器制生活热水。以北京某宾馆为案例,建立了系统的仿真模型,提出了一种基于能值的〖HT5”,7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗-环境成本分析法,从生态角度考虑了整个生命周期链的当量排放,以系统单位〖HT5”,7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗-环境成本最优为目标,对高温烟气分配比例进行优化,对各过程的能值消耗进行了评价。研究表明：当来自内燃机63%的高温烟气进入ORC机组时,系统的单位〖HT5”,7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗-环境成本最小,为310 050 seJ/J;此时内燃机和吸收式热泵占据了该系统98%的能值消耗。     

冷热电联供系统微燃机机组配置和运行优化

基于粒子群优化算法,进行了以微燃机为核心的冷热电联供系统规划和优化设计,以系统经济性、环保性和节能性为目标,优化了微燃机机组的配置,研究了机组配置和运行策略对冷热电联供系统规划设计和性能的影响规律,提出和分析了微燃机机组串联、并联、串并联3种运行模式。结果表明:在串并联运行模式下,冷热电联供系统的性能得到大幅提升,机组的工作区间扩大,系统的启停次数减少;串并联模式更适用于负荷波动大的用户,能高效保障用户的冷热能供给。     

基于可靠性评估的冷热电三联产系统运行优化研究

在传统能源紧缺的背景下,发展冷热电三联产（CCHP）系统并提出兼顾可靠性的系统运行优化方案可在规避供需失衡风险的同时有效提高经济效益。本文提出基于可靠性评估的CCHP系统运行优化模型,在传统优化模型中引入可靠性约束,并以华东地区某宾馆为例,分析和评估了各可靠性水平下该宾馆不同季节典型日的供能设备逐时出力情况和运行费用。结果表明：随着可靠性水平的增加,用户的用能需求和CCHP系统的运行费用随之增加;系统可靠性水平的提高需要以成本支出为代价。     

光-气互补冷热电联供系统容量配置与运行研究

以某商业综合体为研究对象,依据园区供冷、供暖和过渡季的负荷需求,构建了光-气互补冷热电联供系统(Hybrid CCHP).从能源、经济和环境方面建立综合指标,采用遗传算法对系统的驱动设备容量配置进行优化,比较了在以热定电和以电定热、有无太阳能互补以及有无储能情况下系统一次能源节约率、年运行总成本节约率以及CO2减排率情...     

分布式能源站的设备配置与技术分析

杨树浦发电厂于2010年年底实施了关停,在原有厂区内建设分布式能源站,具有很好的环保、人文、和谐、创新等新意,凸显出百年燃煤电厂关停后,坚持走绿色、低碳、可持续发展道路。介绍了构建燃气分布式能源站的边界条件、冷热电负荷的确定;分析了冷热电负荷的特点,优化了设备选型配置及相关技术参数;给出了系统优选组合下的安全、可靠、经济运行的策略。     

武汉某能源站冷热电三联供系统设计规划

以武汉某能源站为设计对象,分析外部资源条件和区域用能特点,测算区域热负荷、冷负荷、生活热水负荷、天然气年耗气量和用电负荷,对该能源站进行设备选型设计。通过对七7组设计方案进行对比,选择燃气内燃机、溴化锂机组、风冷热泵、水源热泵和离心式冷水机组的组合设计方案。与传统的供能方式(市电+燃气锅炉+电制冷机)相比,该方案具有较高的发电效率,同时较低的一次能源消耗,再结合余热利用,能够实现多方面的节能效益;所用天然气为清洁能源,不含硫化物和颗粒物,减排效果显著。本项目能源站的年平均综合能源利用效率为78.25%。     

基于燃气轮机的冷热电联供系统优化配置研究

根据燃气轮机冷热电联供系统的优化配置步骤,对燃气轮机冷热电联供系统的几种方案进行研究,确立了以年总费用、一次能耗量、二氧化碳排放量的多目标函数模型和约束条件,并确定各目标函数的权重。在建筑物满足冷热电负荷的情况下,采用混沌粒子群算法对几种方案进行优化,得出适合该建筑物的最优方案,确立了最优方案中各设备的运行台数,并对其运行策略进行分析。     

基于天然气内燃机发电机组的冷热电三联供系统设计与用能分析

燃用天然气的内燃机发电机组,在做功过程中除发电外,还会产生大量余热,有效利用余热资源可以提高内燃机发电机组的综合效率。结合现场需求,设计了利用烟气余热驱动制冷机组的方案,有助于提高冷热电三联供(CCHP)系统综合用能效益。对采用天然气发电机组的CCHP系统进行了结构设计与分析,进行了系统能量分析和?分析,实现能量的梯级利用。     

基于IEC 61970/61968标准的三联供系统公共信息模型扩展

在综合能源利用中,冷热电三联供(CCHP)作为一种先进的分布式供能系统,具有较强的供能灵活性,因而在多种供能场合得到广泛应用.CCHP系统的普及给多能系统带来信息共享和集成问题,文章对解决该问题的关键CCHP系统的信息模型进行了研究,在深入分析CCHP系统组成、功能及其特点的基础上,采用面向对象的建模方法,遵循公共信息...