分布式电冷热多联供系统的优化配置与经济运行

分布式电冷热多联供系统(Distributed System Combined Power, Cold and Heat,DSCCHP)作为新型的分布式能源系统的主要供能形式。能有效联合风、光、地热等新型能源，实现能量梯级利用，显著提高能源利用率的同时大幅减少污染物排放。因此DSCCHP的合理配置及其运行调度策略的优化对解决当前形势下的能源与环境问题具有重要意义。 DSCCHP采用孤岛运行、与当地配网单向并网运行或双向并网运行等不同的设计策略时，为满足当地居民负荷需求而进行的系统容量设计方案亦不同。为充分利用当地太阳能资源，优先配置太阳能利用设备。然后将包括太阳能设备花费的系统初期建设成本折算为系统年度固定成本，并与年度运行维护构成的可变成本共同构成系统的年度综合成本函数。将系统供给当地用户的不同形式的能量按不同价格收取的年费用之和作为年供能收益，最后以年供能收益与年综合成本的差额最大作为配置目标，优化系统各机组容量。为最大限度引入间歇性电源，太阳能设备设计容量按当地日照辐射情况选取。蓄能装置的容量需满足年最大负荷及考虑间歇性能源输出不确定性。通过对南方某典型生活区的分布式电冷热多联供系统进行改造，得出了能够同时满足该区域全年电能、夏季空调冷水负荷、冬季供暖负荷需求的最优配置结果。 由于用户电、冷、热的日负荷曲线变化特性迥异。电负荷变化随机性强，且电能以目前技术难以大量储存，系统内电功率必须保持实时平衡。而冷、热能以高温蒸汽、空调热水、空调冷水、生活热水等能量形式供给用户。供热建筑与外界环境存在温差导致的扩散速度相对较慢，使得协调满足冷、热负荷变化的过程存在一定的滞后性，供应用户冷、热能时只需保证阶段内总供需平衡。现有研究大多认为电、热、冷能具有相同平衡要求，或多供应冷、热能，均未结合实际将系统热、冷能供需关系按与电能不同的分阶段进行平衡。立足工程实际，建立了电能实时平衡、冷(热)能分阶段平衡的分布式多联供系统的优化运行模型。采用经济性与标准煤耗率指标，从供能周期内企业直接支出成本与运行消耗能源的社会价值两个方面，定量比较所提出的分布式联合供能方案与区域供能、传统分供运行方案的优劣。在我国南方某典型地区的实际气候、能源供应水平、负荷需求等数据的基础上进行仿真。对比分析供能系统的运行结果表明，提出的分布式联合供能方式能显著提高一次能源利用率，同时具有良好的社会综合效益。从能源梯级利用方面给类似地区节能减排的工作提供更细致、经济、环保的研究思路。