PDF《多能源热互补分布式能源系统的节能率评价方法》

1 4 ] , 明确了 节能率的计算方法并规定了节能率限定值、 准入值 和先进值, 用以规范国内燃气分布式能源产业和技 术的发展.然而, 多能源互补的分布式能源系统由 于存在多种能量的输入, 其节能性评价具有复杂性, 且作为支撑的可再生能源转化等相关能效标准不完 善, 使得其节能性评价尚未有统一的方法和指 标. 在以往的研究中, 多采用一次能源利用率, 可再生能 源折合发电、 制冷或供热效率等作为能效评价指标, 选择的参照系统难以统一.文献[

1 5 ] 将综合能效定 义为系统输出总量与外界输入化石能源总量之比, 得到综合能效随可再生能源增加而增大的结论.文献[

1 6 ] 忽略其他输入能源, 将多能源互补系统的节 能率定义局限于燃料节约率.上述方法未考虑可再 生能源收集、 转化的代价, 难以准确反映输入能源的 实际情况.文献[

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1 8] 将太阳能按辐照强度与镜 场面积的乘积全部计入系统输入, 定义了总能源利 用率指标.该类方法是按热力学第一定律处理输入 的简单表达方法, 未考虑输入能源品质的不同, 难以

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1 第4 2卷第4期2018年2月2 5日Vol.42N o . 4F e b .

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6 准确体现可再生能源的利用过程对系统的影响.太 阳能热化学发电系统中常用太阳能净发 电效率评 价[

1 9 ] , 然而其无法体现系统总体的节能特性. 综上可知, 现阶段多能源热互补分布式能源系 统在能效评价上仍存在以下问题: 可再生能源等非 化石能源输入计量不一致且不合理;

节能率的研究 开展较少, 参比系统选择具有主观性;

其他指标如太 阳能净发电效率存在局限性, 无法评价系统总体节 能性能等问题.因此, 本文将充分考虑非化石能源 的特殊性, 建立多能源热互补分布式能源系统的节 能率计算方法, 分析关键因素对节能率的影响规律, 并以案例分析验证节能率计算方法的适用性.

1 节能率计算方法 多能源热互补分布式能源系统模型如图

1 所示.能源输入侧包括燃料、 太阳热能、 地热能或废热 能等的其中一种或多种.燃料进入动力单元发电, 或进入热化学互补单元反应生成合成气再进入动力 单元发电, 动力单元的余热被回收用于驱动制冷或 制热单元, 太阳热能、 地热、 废热等能源进入热/热化 学互补单元, 为燃料提供反应热或直接用于驱动制 冷或制热单元.系统最终为用户输出电、 冷、 热. 图1 多能源热互补分布式能源系统示意图 F i g .

1 S c h e m a t i cd i a g r a mo fad i s t r i b u t e de n e r g y s y s t e m w i t hm u l t i G e n e r g y t h e r m a l c o m p l e m e n t a r i t y 节能率标准文献[

1 4 ] 中定义节能率如下: ξC C H P= Fa-Fr Fa *1

0 0% (

1 ) 式中: ξC CH P为分布式冷热电能源系统( 以下简称系 统) 的节能率;

Fr 为系统的报告期能耗;

Fa 为系统 的校准能耗. Fa 按下式计算: Fa=P e r e f , p+C e r e f , c+H e r e f , h (

2 ) 式中: P, C, H 分别为系统报告期净供电量、 总供冷 量、 总供热量;

e r e f , p, e r e f , c, e r e f , h分别为供电、 供冷、 供 热能耗参照值. 文献[

1 4 ] 给出了能耗参照值的取值表.此标准 仅适用于化石能源驱动的系统, 但其节能率的意义 是广义的, 即与分布式能源系统输出相同产品的参 比系统总能耗与系统总能耗之差比上参比系统总能 耗.对于多能源互补的分布式能源系统, 是不同品 质的多种能源输入且转换利用方式各异, 如何计量 系统能源输入总量成为关键问题.为方便与节能率 标准对接, 可将多能源互补系统的输入能源统一向 燃料折合, 定义k 为折合系数.前文提及的两种做 法分别是不考虑可再生能源的输入或按量直接与燃 料相加[