天然气分布式能源（楼宇型）在严寒地区的适用性研究

我国能源发展战略计划中指出,未来我国将实行绿色低碳发展战略,以加快发展低碳能源、降低煤炭利用比例、增加天然气消费比例、提高非化石能源消耗比例为能源结构方向。随着天然气的广泛使用,新型的能源利用形式----分布式能源系统,也将受到广泛关注。分布式能源系统实现了能源的梯级利用,减少了一次能源的过度消耗,相比传统供能方式减少了污染物的排放。目前,我国利用分布式能源系统的实例不多,成功的案例很少。由于长春市处于严寒地区,气候独特,冷热负荷相差较大,因此本文就分布式能源系统在严寒地区的适用性进行研究。本文首先描述了分布式系统中的配置方案,建立了配置方案中的各设备数学模型。其次,为了能够更好的研究分布式能源系统在严寒地区的应用,本文利用Dest模拟软件,对长春地区某医院和某办公楼的逐时冷热电负荷进行模拟,总结全年冷热电负荷规律,研究典型日负荷变化特点。同时,本文建立以日最大运行效益为目标函数的数学模型,对系统进行运行优化分析得出,系统最佳运行方式中发电机组在大部分时间都能在90%左右的负荷率下运行。然后,本文分别选择了以热力学第一定律为依据的一次能源利用率、相对能源节约率和以热力学第二定律为依据的?效率对系统的能效进行比较分析。以医院为研究对象的燃气内燃机和燃气轮机系统的一次能源利用率能达到83%和74%,高于传统分供系统的58%,产生相同负荷的联供系统要比分供系统节能30%左右,结果表明与分供系统相比,联供系统节能性更好。最后对分布式能源系统在严寒地区运行的经济性进行了分析与比较。本文选取价值型经济评价指标---净现值及费用年值;效率型经济评价指标---净现值率及内部收益率;混合型经济评价指标---静态投资回收期和动态投资回收期,从以上三个方面研究系统的经济性。以医院为研究对象,燃气内燃机联供系统的年总收益为740.1元,而分供系统为-492.2万元,联供系统每年都处于盈利状态,分供系统则为亏损状态,联供系统实际内部收益率为13.6%高于基准收益率9%。联供系统859.34万元的初投资和12.5年的动态投资回收期表明,虽然联供系统始终处于盈利状态,但是它有初投资较大、投资回收期较长的缺点。