冷热电联供系统设计参数及运行策略优化

冷热电联供系统在提倡节能减排,改革能源结构的今天以其较高的能源利用率、近用户布置减少线损、环境友好等特点得到了广泛的关注和推广,但对于能源需求各不相同的建筑,需要根据建筑特点选择合适的冷热电联供系统配置和运行策略。对于建筑负荷,在没有实际运行数据的情况下,选择Dest软件对选定建筑进行冷热负荷的模拟,电负荷根据节能建筑标准进行计算,综合得到其一年内的建筑负荷特性。在讨论基本冷热电联供系统配置特点后,根据建筑负荷特性选择微型燃气轮机和吸收式溴化锂制冷机作为该建筑的冷热电联供系统配置。对微型燃气轮机和吸收式制冷机进行了机理建模,选择Capstone的C30机组为例,对于微燃机的变工况运行特性在Simulink中进行模块化建模,并研究了环境温度和燃料量变化时对于系统的输出功率、发电效率、排烟温度和排烟流量的影响,得到设备变工况运行特性后对其进行拟合得到输入输出的变化函数。对经济性、节能性和环保性综合考虑后,选择平均权重后将其作为冷热电联供系统的综合评价指标。在初选微燃机容量为120kW时,对夏季平均日、冬季平均日和过渡季节平均日分别采用以热定电和以电定热的运行策略进行模拟运行,结果显示在夏季和冬季系统能够较长时间满负荷运行,而过渡季节较少,在微燃机容量变化时,其需要补燃量、购电量和燃料量都随之变化,更体现出综合评价指标的重要性。最终选择优化的运行策略,在过渡季节不开启冷热电联供系统,系统热电比小于用户热电比时采用以热定电,反之选择以电定热,在该运行策略下,以综合评价指标最高为目标优化微燃机容量,得到优化的微燃机容量为90kW。与分产系统相比,该系统尽管经济性略低,但在节能性和环保性上体现出较大优势,其综合评价指标仍然高于分产系统。