冷热电联供型能源微网系统用能特性研究

能源战略关乎国家经济命脉,是建设“资源节约型、环境友好性”社会的重要保障,已经成为各国在新经济时代中占据领先地位的重要支柱。近年来,国家对环境保护与能源政策问题不断提出新的要求和规定,因此各种节能高效的发电系统技术不断发展,尤其是分布式能源电站受到了越来越多的关注。相较于集中供能模式,天然气分布式冷热电联供系统具有节能、环保、安全性好等优势,是现有供能体系的有益补充,集中式与分布式供能并存是行业发展趋势,“十三五”规划也提出要发展分布式冷热电联供系统。本文在分析计算用户的负荷特性的基础上,深入研究了冷热电联供型能源微网系统(CCHP)各设备的热力特性,基于多层次的综合评价体系,结合典型的用户案例,计算和研究了CCHP系统的用能特性,涵盖了负荷分析、设备特性分析、系统评价、配置和运行研究等多个方面。本文的主要研究内容包括以下几点：(1)研究典型建筑的冷热电负荷需求特性,建立用户侧的负荷预测数学模型。掌握典型功能建筑的冷热电负荷需求特性是CCHP系统伸用的前提,涌讨典型用户的负荷特性得到更一般、更通用的结论。(2)研究CCHP系统设备特性。主要包括原动机(内燃机、燃机、微燃机)、余热锅炉、溴化锂制冷机、储能设备、冰蓄冷装置和电蓄热锅炉等设备的设备参数、性能曲线、价格维护参数等；内燃机和燃气轮机在CCHP系统应用的各种差异；以及CCHP系统选型的基本原则。(3)研究CCHP系统评价体系。为处理多准则决策(MCDM)问题,采用层次分析法(AHP)进行研究,把复杂的评价拆分成若干个级别不一样的子系统,包括研究对象、评价标准和备选项等,各种评价标准表示为多层次的结构。最终得到适应用户需求、科学有效的综合评价计算体系。(4) CCHP系统的配置和运行计算案例。建立了CCHP "大系统”(Super-system),给出了能量流的数学模型和运行指令策略。以两类CCHP系统为例进行了计算,一类是含储热罐的CCHP系统的配置和运行,该部分充分利用了储热技术,给出了某医院的实际计算案例。一类是含冰蓄冷和蓄热电锅炉的CCHP系统的配置和运行,该部分利用低谷电蓄冷和蓄热技术,给出了某大型办公楼的实际计算案例。