供热系统能耗评价模型及应用

供热系统具有不同类型,而其科学评价方法一直无法统一,尤以热电联产的科学评价准则难以确立。从热电联产电厂的传统评价指标--总热效率入手,基于热力学一、二定律分析,改进得到了科学评价联产电厂能耗水平的方法,指出其评价指标应以热力学第二定律为指导,并能结合实际分别体现发电和供热双方面的先进程度;在此基础上,把评价对象扩展到不同类型供热系统,通过对4种基本供热系统的一般化分析,从总能系统的层面提出了适用于不同类型供热系统的、统一的能耗评价模型,利用该模型对4类供热系统分别进行了一般化能耗评价。结果表明,能耗水平从高到低依次为：电热、锅炉供热、热泵供热、联产供热。联产供热作为低能耗且仍有较大降耗空间的供热系统,应优先重点发展,所提出的能耗评价模型为不同类型供热系统的统一化评价奠定了理论基础。     

单耗分析理论在郑州热电厂200MW供热系统中的应用

在整理“供热系统”单耗分析的基础上,完善了热电联产供热系统的单耗计算方法,确定了热电联产供热系统各环节Yong效率的计算式,提出了一种确定供热系统设备折旧费的方法。利用单耗分析理论,对郑州热电厂出厂处理及热用户处的供热煤耗和成本进行了计算和分析。     

新概念热电联产供热系统

提出了热电联产供热的一个新模式，其特点在于把行之有效的但一般是小规模孤立使用的现代化采暖节能技术及节能设备，大规模地有机地与热电联产系统融为一体，形成梯级利用的总能系统，以收到采暖节能与增供电力相互促进的效果，同时可使在以循环水作为热网水供热的条件下，缓解甚至摆脱供电功率与热负荷的相依性。     

嘉峪关市热电联产供热现状及发展趋势

对嘉峪关市热电联产供热现状和面临的问题，提出了解决的方案，对其他同等规模城市的热电联产供热有一定的借鉴意义。     

热电联产供热成本与热价研究

从卡诺循环出发,阐述了热电联产的本质,根据热电可相互转化性,以电量为基准,研究了热电厂发电,供热的单位能源消耗和单位成本消耗,在保证热电厂热,电二种产品销售收益等同的基本前提下,提出了一种新的热价制定方法和原则。     

热电联产与热电冷联产的现状及发展前景

本文回顾了热电联产以及热电冷三联产的发展过程，从热电联产中遇到的问题解决问题的角度，客观地论述了实施热电冷三联产的必然性。指出了热电冷三联产在节约能源方面的优越性和发展热电冷三联产节能的巨大潜力。同时，本文作者还试图提出热电冷三联产一种新的联产模式，即在凝汽式汽轮机组的基础上，加装热泵，以凝气作为热泵的热源，抽取热量供溴化锂制冷机制冷，同时以冷凝气所得的冷凝水作为制冷系统循环介质。     

可再生能源与热电联供混合微网能量协调优化

针对可再生能源与热电联供混合微网的能量协调优化,基于对可再生能源、微型燃气轮机以及储能等典型分布式能源的功率响应特性分析,提出多时间尺度的能量协调优化方法,即通过"时""分"以及"秒"时间尺度的能量协调完成混合微网运行优化:"时"时间尺度优化策略制定各分布式能源合理的机组组合方式以及运行发电计划;应用改进型欧拉滑动平均预测模型,提取混合微网功率波动的快慢变化过程,进一步优化各分布式能源"分"和"秒"时间尺度的功率输出。对所述混合微网能量协调优化策略进行了仿真分析与实验研究,验证了协调优化策略的有效性和可行性。     

热电联产的经济性分析

通过理论推导和论证求得各种类型的供热机组的经济条件,进而对机组方案的经济效益做出正确而快速的判断,以确定其是否存在经济效益。     

计及光热电站不确定性的CHP系统两阶段优化调度方法

针对光热电站和热电联供(combined heat and power,CHP)系统联合优化调度难题,提出了一种以运行成本最低为目标的两阶段随机优化调度模型。在日前调度阶段,以能源出力预测值作为输入量,制定各微元出力的日前调度计划。在实时调整阶段,采用动态场景生成和削减的方法,建立光热出力的不确定性模型,从而制定日内实际备用计划。通过天津地区典型案例仿真分析,表明本文提出的两阶段优化调度模型能够保证所制定的日前调度阶段出力计划和日内实时调整阶段备用计划的有效性,提高了系统可靠性且降低运行成本。     

含热泵的热电联产型微电网短期最优经济运行

微电网作为一种优异的可再生能源接入方式,引起了国内外广泛关注,而如何进一步提升微电网的可再生能源消纳比例已成为热点问题。为此,文中在热电联产型微电网中引入了用于消纳过剩风电并承担部分热负荷的热泵装置,综合考虑了热泵装置的电热特性、储能装置充放电寿命损耗费用、弃风损失、热电联产机组的开机费用和燃料费用等,以调度周期内运行费用最小为目标函数建立了热电联产型微电网短期最优经济运行模型,采用混合变异算子的粒子群优化算法对模型进行求解。算例分析表明,引入热泵装置后达到了减少微电网弃风、减少储能装置反复充放电和节约燃料消耗的目的,为热电联产型微电网短期调度运行提供了参考。     

具有电转气装置的电-气混联综合能源系统的协同规划

近年来随着天然气发电比重的不断增加和电转气(power to gas,P2G)技术的逐步成熟,电力系统和天然气系统的耦合程度随之加深,只针对电力系统的规划方法已经不能满足电-气混联综合能源系统的规划和运行需求。在此背景下,考虑热电联产(combined heat and power,CHP)机组和电转气装置,对电-气混联综合能源系统的协同规划问题做了些初步研究。首先,引入能源中心概念,其中能源载体可从某种形式转换成其他形式,如热电联产机组,并对能源中心进行建模。在此基础上,构建了包含能源中心和电转气装置等的综合能源系统的非线性模型并进行线性化处理。之后,以电-气混联综合能源系统的投资成本、运行成本以及表征可靠性的能量短缺成本之和最小为规划目标,采用基于通用代数建模系统(general algebraic modeling system,GAMS)平台的CPLEX求解器对常规发电机组、热电联产机组、电转气厂站、燃气锅炉、输电线路和天然气管道的选址定容问题进行优化,并对规划方案的可靠性以及电转气厂站消纳间歇性可再生能源的效益进行评估。最后,用综合能源模拟系统对所提出的方法做了说明。     

基于能级效率法的1 000 MW汽轮机热耗计算分析

采用能级效率法对上海外高桥第三发电有限责任公司的1 000 MW汽轮机热力系统的TMCR、TRL、THA、VWO、800 MW及500 MW工况进行了能损分析,获得了各工况下热力系统的各能级效率和各辅汽能损值,验证了能级效率法的计算精度和易用性.     

结合热网模型的多区域综合能源系统协同规划

综合能源系统可实现各类能源的优化利用,有效解决环境污染与能源浪费等问题,具有良好的发展前景。文中重点研究基于冷热电联供(CCHP)系统和热网构建的多区域综合能源系统的规划问题。首先针对各区域CCHP系统之间的环状热网,建立了考虑节点流量平衡、热能—流量约束及热损平衡约束的热网模型。结合CCHP系统能量平衡约束和热网模型,建立了多区域CCHP系统容量协同优化配置的混合整数线性规划模型。最后以天津市某综合区域为例进行仿真分析,结果表明多区域协同规划和运行能大幅提高燃气轮机利用率,降低燃气锅炉配置容量,最小化热能传输损耗,从而显著降低运行费用。     

考虑热网约束和碳交易的多区域综合能源系统优化调度

为了提高可再生能源消纳率及减少发电过程中碳排放对环境的污染,提出了一种考虑热网约束和碳交易的多区域综合能源系统优化调度模型。首先,通过热网管道和节点的基本方程描述热网系统,建立区域综合能源系统与热网耦合模型;其次,分析国内外两种碳交易机制的特点,建立以系统运行成本、碳交易成本和可再生能源消纳惩罚成本之和最小为目标函数的低碳经济调度模型;最后,以冬季某热网连接的多区域综合能源系统为例,采用混合整数线性规划对模型进行求解,分析2种碳交易机制对系统经济运行和碳排放的影响。结果表明,通过热网连接多个区域综合能源系统,能充分利用区域间负荷的互补特性,减少系统碳排放,提高可再生能源的消纳率。     

2011年国际供电会议系列报道:分布式能源发展与用户侧电能的高效利用

对第21届国际供电会议的分布式能源(DER)与高效用能专题进行了梳理,围绕分布式电源(DG)/DER规划及研究、含DG/DER的配电网控制、用户侧发展及DG/DER技术4个方向详细归纳并介绍了世界范围内在该领域研究工作的重点、难点与进展情况。所述内容希望能够开拓中国学者在相关研究领域的视野,加深对当前配电网所面临的问题、机遇与挑战的理解,并最终推动国内智能配电网相关技术的研究、开发与工程应用。