燃气轮机冷热电联供系统优化与节能经济性研究

以满足冷、热、电负荷需求时能源运行成本最低为优化目标,建立了联供系统经济最优化模型。结合实际应用场合负荷需求验证了联供系统的节能性和经济性。指出联供系统最优化运行模式与电气价格比有关,当电气价格比较低时,分供系统运行更经济。分析了各性能参数对系统经济性的影响,结果表明燃气轮机发电效率、吸收式制冷机的制冷系数及烟气余热回收效率对联供系统的经济性影响较大。     

绿色建筑中热电联供型微网的优化设计与运行

针对天津市某绿色建筑的热电联供系统,首先建立含电、热负荷并与电网连接的系统模型,该模型包括微型燃气轮机、光伏、储能装置;然后以规划期总成本净现值最小为优化目标进行优化设计,对天然气价格、电价和负荷变化进行敏感性分析;对系统各发电单元运行情况和系统配置方案的经济性进行分析。     

大缸径二冲程天然气发动机燃烧及排放特性仿真

针对点燃式大缸径二冲程天然气发动机燃烧速率慢、动力性低及排放较高的问题,采用GT-Power与AVL-Fire分别构建其一维热力学模型和三维计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模型,通过数值模拟,研究空燃比、点火时刻及压缩比对发动机性能、燃烧及排放的影响。结果表明:在理论空燃比为17.24时,发动机的性能、燃烧及排放均表现较好;空燃比过低(13.00)或过高(27.50)都会导致燃烧恶化,性能大幅降低;当空燃比一定时,适当提前点火时刻,有效热效率增加,动力性与经济性提高,NO排放量升高,CO排放量降低;空燃比与点火提前角匹配后,将压缩比从6.1提升至11,发动机燃烧得以改善,动力性与经济性分别提升了45%与31%。     

基于生命周期分析的冷热电联供系统优化设计

分布式冷热电联供系统可以提高能源利用率,实现节能减排,开始逐步成为能源领域的研究热点。本文首先对联供系统的工作原理和运行策略进行了分析。基于生命周期理论,分别以联供系统相对于分供系统的一次能源节约率、当量CO2减排率、当量SO2减排率和当量PM2.5减排率为优化目标,对联供系统的运行策略和设备容量进行了优化设计。本文以华北地区一综合商务办公楼为例,进行实例分析,得到了不同目标函数下的最优设计方案和运行策略,并对最优结果的生命周期结构、污染物排放结构和能源消耗结构进行了分析。结果表明,优化后联供系统的节能减排效益要明显优于分供系统,燃料燃烧阶段的影响要大于其获取阶段的影响,CO2和SO2是污染环境、影响人体健康的主要因素。     

燃气冷热电三联供系统发电装置的选择

介绍燃气冷热电三联供系统不同燃气发电装置的分类及性能．分析比较燃气内燃机发电装置和燃气轮机发电装置热效率、发电效率．并根据不同负荷特性要求选择燃气冷热电三联供系统发电装置。     

家用微型热电联供系统的容量配置优化

热电联供系统因节能环保、调节灵活等特点而应用广泛,但关于家用的微型热电联供(Micro-CHP)系统研究较少。本文参考课题组与意大利联合研发的Micro-CHP样机,综合考虑节能性、经济性、环保性等评价指标,建立了该系统的容量配置优化模型。随后以上海某家庭住户为对象,应用该优化模型及MATLAB软件进行求解,得到了系统的最优配置方案及运行策略。     

医院建筑分布式热电联供系统节能经济性分析

某医院对生活热水系统进行节能改造,采用分布式热电联供系统(发电设备为微型燃气轮机发电机组).根据实际运行数据,对热电联供系统的节能量、静态投资回收期进行计算,两项指标均不理想,分析了原因.     

天然气冷热电联供分布式能源系统优化调度

基于改进粒子群算法,提出天然气冷热电联供系统中各设备的优化调度模型,考虑冷热电平衡和各设备的运行约束条件,通过采用线性变化的惯性权重和变化的学习因子,提高了收敛速度,得到更优化的结果,确保联供系统运行成本最小。通过算例分析,得出联供系统在夏季冷负荷、电负荷高峰时段,增大燃气轮机净发电功率和溴化锂吸收式制冷机制冷量,增加了燃气消耗量,减少从电网取电功率,降低了夏季电网的供电压力,对电力和燃气起到了双重削峰填谷作用,具有良好的经济性。     

燃气轮机驱动的冷电联产系统性能研究

实验研究了微型燃气轮机驱动的冷电联产系统的性能,证实了系统的可靠性和稳定性.利用一次能源利用率和当量电效率对冷电联产系统的性能进行了分析,结果表明当量电效率能准确地反映联产系统的能源利用状况;补燃虽然提高了联产系统的冷量供应调节能力,但补燃的燃气并未实现能源的梯级利用.     

燃气轮机和内燃机在天然气冷热电联供系统中的性能比较

天然气冷热电联供系统中驱动装置的选型对系统的运行性能至关重要。在这一背景下,分析比较了燃气轮机和内燃机在冷热电联供系统中的发电效率、热效率、一次能源利用率等性能指标以及对环境的影响,并以北京市某宾馆为例设计了天然气冷热电联供系统方案,在余电可上网出售的条件下,利用RETScreen软件分别比较了天然气价和电价对燃气轮机系统和内燃机系统运行利润的影响。     

负荷不确定性对三联供系统配置和经济性的影响

利用围绕代表日负荷的概率分布来描述所有负荷的不确定性,以年总费用期望值为目标函数,建立了三联供系统的优化模型.根据一实例,系统地研究了负荷不确定性对三联供系统配置和经济性的影响.结果表明,负荷不确定性对三联供系统核心设备的配置影响不大,对辅助设备影响较大;随不确定性的增大,三联供系统初投资和运行费用都有所增加,系统经济优势有所下降.     

浅谈分布式区域冷热电联供系统

建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题。冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段,该系统能源综合利用率高,一般均可达到70%以上。本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点,提出一种基于热气机的天然气能源岛系统。并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用,对于能源节约、环境保护、能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义。     

Analysis and optimization of CCHP systems based on energy, economical, and environmental considerations

Analysis of combined cooling, heating, and power (CCHP) systems is frequently based on reduction of operating cost without measuring the actual energy use and emissions reduction. CCHP systems can be optimized based on different optimization criterion such as: energy savings, operation cost reduction or minimum environmental impact. In this study, CCHP systems operated following the electric load (FEL) and the thermal load (FTL) strategies are evaluated and optimized based on: primary energy consumption (PEC), operation cost, and carbon dioxide emissions (CDE). This study also includes the analysis and evaluation of an optimized operational strategy in which a CCHP system follows a hybrid electric-thermal load (HETS) during its operation. Results show that CCHP systems operating using any of the optimization criteria have better performance than CCHP systems operating without any optimization criteria. For the evaluated city, the optimum PEC and cost reduction are 7.5% and 4.4%, respectively, for CCHP-FTL, while the optimum CDE reduction is 14.8% for CCHP-FEL. Results also show that the HETS is a good alternative for CCHP systems operation since it gives good reduction of PEC, cost, and CDE. This optimized operation strategy provides a good balance among all the variables considered in this paper.     

Multi-objective approach in thermoenvironomic optimization of a small-scale distributed CCHP system with risk analysis

Multi-objective optimization for designing of a small-scale distributed CCHP system has been performed. Small-scale combined cooling, heating, and power generation technologies represent a key resource to increase generation efficiency and reduce greenhouse gas emissions with respect to conventional separate production means. In the multi-objective optimization of the small-scale distributed CCHP system, the three objective functions including the exergetic efficiency, total levelized cost rate of the system product and the cost rate of environmental impact have been considered. The environmental impact objective function has been defined and expressed in cost terms however this objective has not been integrated with the thermoeconomic objective. The thermodynamic modeling has been implemented comprehensively while the economic analysis conducted in accordance with the total revenue requirement (TRR) method. One of the most suitable optimization techniques namely as genetic algorithm has been applied to find the set of Pareto optimal solutions with respect to the aforementioned objective functions. In the present work, reliability and availability are introduced in the thermoenvironomic model of the system, so that redundancy is embedded in the optimal solution. Risk analysis is used for decision-making of the final optimal solution from the obtained Pareto optimal frontier.     

基于热气机分布式冷热电三联供效益分析

以上海地区一幢典型五层住宅建筑热、电、冷负荷需求为计算基础,分别计算了基于热气机的冷热电三联供系统和传统冷热电分供系统的一次能耗率、全年净收益以及投资回收期,验证了三联供系统的节能性和经济性。分析表明热气机余热利用率和能源价格是影响该三联供系统节能效益和经济效益的主要因素。     

热电冷联产系统节能性的(火用)分析

利用分析的方法,定义了等效发电效率,对常用热电冷联产系统形式的节能性进行了分析。认为相对于全国平均供电煤耗而言,热电冷联产系统的节能是有条件的,应选取合理的方式,优化设计和运行方案;相对于当前有些热电厂夏季负荷不足的情况,热电冷联产是节能的,在不同的情况下节能率在7.8%~39%之间。建议利用现有的热电联产条件,发展热电冷联产系统,提高现有热电厂的设备利用率和运行经济性。     

三联供系统配置及运行策略的多目标优化分析

在满足建筑物冷热电负荷的前提下,建立了联供系统以年费用、一次能源消耗和二氧化碳排放要求的多目标函数,并利用权重系数将多目标转换为单目标优化模型。以上海市某能源中心的工程为例,得出了冷、热、电三联供系统的最优配置容量及运行策略。     

数据中心冷热电联供系统全工况热力性能分析

建立了夏热冬冷地区某数据中心天然气冷热电联供系统全工况数学模型。得到了燃气轮机和双效溴化锂机组的全工况性能规律,计算了系统夏季典型日冷热电输出及一次能源利用率、相对节能率,并比较了设备容量配置对系统性能的影响。结果表明,数据中心总冷负荷相对常规建筑较大,联供系统夏季典型日的热力性能总体较高。在研究范围内,增大溴冷机组容量或减小电制冷机组容量,有利于提高系统的总体一次能源利用率和相对节能率。本研究为数据中心冷热电联供系统的设计和运行优化提供依据。     

三联供与冰蓄冷耦合的复合系统优化设计

本文建立了一个冷热电三联供与冰蓄冷耦合的复合系统优化数学模型,以年总运行成本最小为目标函数,综合考虑了经济性、环保性、节能性评价指标对系统的影响。最后以上海某综合型超高层建筑为研究对象,利用LINGO软件进行多目标优化计算,提出了三联供耦合冰蓄冷系统的设备优化容量以及全年运行策略优化方案,并分析了电、气价格及二氧化碳排放税对系统的影响。