PDF《太阳能冷热电联供系统的策略评估和优化配置》

太阳能冷热电联供系统的策略评估和优化配置 吴红斌,王东旭,刘星月 ( 安徽省新能源利用与节能重点实验室,合肥工业大学,安徽省合肥市

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0 9 ) 摘要:冷热电联供( C CH P) 系统相比于分供( S P) 系统而言, 具有能效高、 污染少, 可以实现能源的 梯级利用等特点, 成为未来分布式供能系统的发展趋势.

文中将太阳能与 C CH P系统相结合, 设 计了光伏光热一体化联供( P V S T - C CH P) 系统和太阳能综合利用联供( P V C U - C CH P) 系统, 并构 建了以热定电和以电定热两种运行控制策略.基于全寿命周期法, 建立了能源、 环境、 经济和综合 评估的多指标评价体系.以S P系统作为参考, 利用算例对 P V S T - C CH P和PVCU-CCH P系统的 运行策略进行了评估.在此基础上, 采用粒子群优化算法对最优联供系统的机组台数和燃气轮机 容量进行了优化配置, 实现了联供系统的综合效益最大化, 为太阳能的综合应用提供了参考. 关键词:太阳能;

冷热电联供系统;

全寿命周期法;

策略评估;

优化配置 收稿日期:

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1 5 -

0 3 -

2 8;

修回日期:

2 0

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0 5 -

0 7. 国家高技术研究发展计划(863计划)资 助项目(2015AA

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0 4 ) ;

国家自然科学基金资助项目(

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1 7

7 0

3 6 ) .

0 引言 冷热电联供(combinedc o o l i n g h e a t i n ga n d p o w e r , C CH P) 系统[

1 - 4] 相比于传统分供 ( s e p a r a t i o n p r o d u c t i o n , S P) 系统, 具有能效高、 污染少的优点, 可以实现能源的梯级利用等特点, 成为未来分布式 供能系统的发展趋势.太阳能、 风能等可再生能源 的大力推广已成为解决化石能源危机和环境污染的 有效途径[

5 ] .将太阳能并入 C CH P系统, 有利于社 会的 可持续发展, 实现绿色经济, 因此太阳能与CCH P系统相结合, 已经成为当前研究的热点[

6 - 7] . 在太阳能与 C CH P系统相结合过程中, 联供系 统的经济评价、 运行策略和优化设计是重点研究的 内容.文献[

8 ] 从经济、 能源和环境三方面建立了优 化目标, 对CCH P系统不同运行模式之间的调度策 略进行了研究.文献[ 9] 介绍了两种与可再生能源 相结合的 C CH P系统: 一种是太阳能热动力 C CH P 系统, 另一 种是太阳能燃料电池可再生CCH P 系统.文献[

1 0 ] 设计了一种集成太阳能利用和内燃机 驱动传统联供系统的冷热电三联产系统, 基于生命 周期分析法, 对系统的设备容量和运行策略进行了 优化;

文献[

1 1 ] 设计了一种以太阳能作为驱动能源, 结合郎肯循环和喷射式制冷循环的 C CH P系统, 利 用遗传算法对系统进行了优化. 本文将太阳能和 C CH P系统相结合, 设计了两 种联 供系统: 光伏光热一体化联供(photovoltaicsolar-thermalintegrationC CH P, P V S T - C CH P) 系统和太阳能综合利用联供(comprehensiveutilizationofp h o t o v o l t a i c / t h e r m a ls o l a re n e r g y , P V C U - C CH P) 系统, 并构建了以热定电和以电定热 两种运行控制策略.基于全寿命周期法, 建立了能 源、 环境、 经济和综合评估的多指标评价体系.以SP系统作为参考, 利用算例对PVST-CCH P 和PVCU-CCH P系统的运行策略进行 了评估.在此基础上, 采用粒子群优化算法对最优联供系统的机 组台数和燃气轮机容量进行了优化配置, 以实现联 供系统的综合效益最大化.