目前,随着世界范围内污染问题的加剧和化石能源的日渐紧缺,对新能源的开发和利用已经成为各国研究的重点。分布式发电技术是一种因地制宜地利用当地新能源进行发电的技术,联供设备作为分布式发电技术的核心设备,承担着将新能源转换成电力输出的作用。能源供给系统是以联供设备为核心,可实现能源梯级利用,并包含多分布式电源和多能源形式的能源供给系统。它具有能源利用率高、调度灵活、经济性更优、环境污染性小、供电可靠性高等优点,目前已成为各国学者的研究热点。本文采用冷热电联供型微网和综合能源系统作为不同等级规模的能源供给系统的典型系统,采用燃气轮机作为系统的核心联供设备,对两个系统的优化配置进行研究。论文的主要研究内容如下：论文首先介绍了能源供给系统的发展和研究现状,并建立了详细的联供设备(燃气轮机、光伏电池)和联供辅助设备(吸收式制冷机、电制冷机、燃气锅炉和蓄热槽)的数学模型,其中燃气轮机的制热和发电效率随负载率的变化而变化,为非线性模型。光伏电池采用概率模型,方便采用蒙特卡洛随机模拟对其模型进行处理。然后,论文对冷热电联供型微网的规划问题进行了研究和分析。建立了含燃气轮机、光伏电池、蓄热槽、燃气锅炉、吸收式制冷机和电制冷机的冷热电联供系统优化模型,以系统经济性最优为目标,采用蒙特卡罗随机模拟方法处理冷热电负荷的不确定性和新能源发电的随机性,通过粒子群优化算法求解模型,对系统内的分布式电源进行最优容量配置。研究了三种不同配置方案下系统的优化配置结果,分析了不同负荷波动情况下对系统设备容量配置的影响,给出了系统总费用和各设备的容量频率分布图,并对天然气价格对系统最优容量配置的敏感性进行分析和研究。最后,论文对综合能源系统的规划问题进行了研究和分析。建立了通过分布式电源对电力网络和热力网络进行热电耦合而形成的区域式综合能源系统,并在满足系统多种能源需求的前提下对系统设备进行最优配置。建立基于热电耦合的综合能源系统模型,确定以综合能源系统运行成本最小为目标函数,利用粒子群算法求解模型,对系统内的分布式电源进行优化配置和优化选址。对比和研究了综合能源系统和单纯配电网系统中分布式电源的优化配置情况,研究了热力管网的加入对分布式电源的最优配置所产生的影响；分析了各系统中分布式电源的年利用率,以验证规划结果的可行性和合理性。采用分供系统作为参考系统,分析和比较了单纯配电网系统、综合能源系统和分供系统的电压水平和网络损耗。本文的工作可为能源供给系统的规划问题提供建议,提高系统经济、能效以及环境效益,增强联供系统对可再生能源的消纳能力。
