冷热电分布式供能系统方案研究及性能仿真

分布式能源具有利用效率高、污染少、耗能低等优点,逐渐成为能源开发利用的一个重要手段。分布式能源在解决系统全局的能源供需平衡和资源优化配置的同时,又能根据特殊场合需求,解决特定行业和特定区域用户的资源综合利用、能量梯级利用问题。因此,分布式能源技术得到越来越广泛的应用。 本文在对冷热电分布式供能系统集成形式、设备配置等研究的基础上,总结了适合于分布式供能系统的评价指标以及计算模型,并以某宾馆为研究对象,在方案选择和性能仿真方面做了相关的研究。 通过对某宾馆的冷热电负荷分析,以燃气轮机和内燃机为动力输出装置,分别设计了三种不同形式的供能方案。针对动力输出装置和余热品位的不同,在满足四季负荷需求的情况下,分别配置了不同的余热回收和供冷装置,并绘制了详细的供能流程。分别对供能系统的不同方案从一次能源利用率、相对节能率,运行费用节约率、投资回收期以及环境性能等方面进行了分析和对比。最后,还对不同的供能方案进行了敏感性分析,分别阐述了电力、天然气的价格变化对联供系统经济性能的影响,总结出气、电价格变化对燃气轮机和内燃机供能系统影响程度的大小。 为了深入研究联供系统运行性能,论文建立了分布式供能系统中主要供能设备的数学模型和仿真模型。首次应用Matlab/Simulink软件当中的S-Function自定义模块和Sub-System子系统封装模块的能,采用模块化建模方法,建立了补燃型余热锅炉的封装模型,并编写了封装模块的参数设置界面；其次,建立了CCHP系统的仿真模型库,编写了冷热电供能系统的slblocks.m函数,方便模型库以浏览界面的形式呈现。 最后,对设计方案中的第二种方案进行系统简化和建立系统仿真模型,并以夏季运行工况为仿真对象,分别研究了燃气轮机负荷率、回热度以及余热锅炉补燃率等参数变化对系统性能的影响,为冷热电分布式供能系统优化运行、负荷匹配以及控制策略选择提供了一定的理论依据。