分布式能源系統(tǒng)構(gòu)造及建模研究.pdf

1、分布式能源系統(tǒng)作為一種總能系統(tǒng)，在“溫度對(duì)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(jì)性而且減輕了環(huán)境壓力。近些年我國(guó)對(duì)分布能源系統(tǒng)越來(lái)越重視，出臺(tái)了一系列相關(guān)政策用于促進(jìn)分布式能源系統(tǒng)發(fā)展，但是對(duì)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(chǔ)上還要有相應(yīng)技術(shù)支持，尤其是在分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化配置和調(diào)度方面，事實(shí)證明合理的優(yōu)化配置和調(diào)度對(duì)充分發(fā)揮分布式能源系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化配置和調(diào)度不僅

2、涉及到自身設(shè)備特性還涉及到環(huán)境特性和用戶動(dòng)態(tài)負(fù)荷特性，并且系統(tǒng)本身設(shè)備構(gòu)造繁多、匹配復(fù)雜，要綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)特性、排放特性、節(jié)能特性等，從多個(gè)方面入手有效指導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化方向，使系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中盡可能達(dá)到理想狀態(tài)。所以對(duì)分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化越來(lái)越趨于多目標(biāo)優(yōu)化，這也增加了系統(tǒng)優(yōu)化復(fù)雜性。本文中就針對(duì)這一問(wèn)題在分析典型的分布式能源系統(tǒng)配置構(gòu)造基礎(chǔ)上提出了以燃?xì)廨啓C(jī)為動(dòng)力核心，采用蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)并且結(jié)合太陽(yáng)能光伏以及蓄能裝置的系統(tǒng)。并且針

3、對(duì)這一系統(tǒng)采用多目標(biāo)二層規(guī)劃算法，對(duì)系統(tǒng)的配置與調(diào)度同時(shí)進(jìn)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(fèi)用(ATC)、年CO2、NO2排放量(CNDE)為目標(biāo)函數(shù)以各個(gè)設(shè)備容量為決策變量，對(duì)系統(tǒng)配置進(jìn)行優(yōu)化;下層規(guī)劃中采用單目標(biāo)遺傳算法結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，以系統(tǒng)年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用(AOMC)為目標(biāo)函數(shù)以各設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷率為決策變量，對(duì)系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。并且輸出最優(yōu)pareto解集，同時(shí)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、排放性、

4、節(jié)能性以及敏感性分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了包含蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)、太陽(yáng)能光伏、蓄能裝置、吸收式熱泵、電壓縮熱泵等主要設(shè)備的分布式能源系統(tǒng)，在考慮了環(huán)境溫度與部分負(fù)荷率對(duì)設(shè)備的影響前提下建立了系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)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(fù)荷特性在滿足用戶負(fù)荷基礎(chǔ)上逐時(shí)優(yōu)化調(diào)度方案，分析了多目標(biāo)二層優(yōu)化算法中各層的優(yōu)化目標(biāo)以及約束條件，著重介紹了NSGA-Ⅱ算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法以及pareto最優(yōu)解

5、集。并且針對(duì)本文中所構(gòu)建的系統(tǒng)，建立了年總費(fèi)用、凈現(xiàn)值、投資回收期、年排放量、相對(duì)減排率、一次能源利用率、一次能源節(jié)約率、經(jīng)濟(jì)炯效率等多方面評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。⑶以北京某大型集中公寓為研究對(duì)象，采用DeST模擬用戶全年8760h冷熱電負(fù)荷，并且通過(guò)DeST氣象數(shù)據(jù)庫(kù)模擬出北京地區(qū)全年逐時(shí)溫度、太陽(yáng)輻射分布。以Matlab為平臺(tái)建模計(jì)算根據(jù)用戶全年逐時(shí)負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算得出pareto-最優(yōu)前沿。選取其中三個(gè)方案應(yīng)用以上評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各方案進(jìn)行分析