分布式能源系统热力学分析

对分布式能源系统进行简要介绍,了解其在国内外发展情况。确定了微型燃气轮机（微燃机）分布式能源系统（DES）各组件的热力学过程和损失的计算方法。对微燃机分布式能源系统,进行了能源平衡和平衡计算,确认该系统比常规能源系统在能源利用率,效率方面具有经济性。     

关于分布式能源系统的思考

简要地综述与分析了分布式能源系统和它的主要优、缺点,其适用的设备与热力循环以及这种系统适用的地区。得出的主要结论是:这种系统特别适用于电、热(冷)联产;为保证变工况下任意电、热(冷)负荷的需求,宜用加补燃的程循环(蒸汽循环);在我国,目前这种系统适用于经济发达地区。     

基于城市热电厂分布式能源改造模型探讨

本文通过对分布式能源特点及冷热电三联供技术发展趋势进行阐述，强调分布式能源是一种高效能源利用方式，指出对城市中心区域热电厂进行分布式能源改造使其具备冷、热、电三联供能力，可为城市多品味能源供应提供更广阔的发展前景；并通过实例说明改造后的热电厂具有较高的经济、社会和环保效益。     

分布式供能及其系统集成

分布式供能系统直接面向用户,满足用户冷、热、电等多种能源需求,具有高效、环保、可靠、经济等特点。分布式供能系统与电网等集中式供能系统的互补是未来可持续能源利用技术的发展方向。分布式供能系统的关键技术包括微型、小型动力技术,中低温余热转换和利用技术,以及系统集成技术,是实现系统大幅度节能最有效的手段。本文提出了分布式供能系统集成应当遵循能的综合梯级利用,能源、资源和环境的综合互补,以及全工况系统集成等原则。     

多方主体合作下农村园区综合能源系统运行优化及效益分配模型

因地制宜发展乡村分布式风电、光伏等多种清洁能源,推进耦合分布式能源机组、多种能源类型的综合能源系统落地农村地区,对于实现农村经济绿色低碳发展、建设美丽乡村具有重大意义。然而受农村地区经济承受力弱、分布式设备投资成本高、能源管理运营权限等多因素影响,由不同能源投资主体投资组建综合能源系统将成为综合能源系统落地农村的重要方式之一。因此,研究构建了由不同投资主体投资组建的电-热-气农村综合能源系统,以净收益最大化为目标构建运行优化模型,量化合作投资运行下农村综合能源系统净收益,在此基础上,构建了基于改进Shapley值法的投资主体效益分配模型。以期为指导涉及多方投资主体的复杂农村综合能源系统落地建设和可持续发展提供参考,更快、更好地促进农村综合能源系统发展。     

楼宇地下式分布能源站远程散热设备布置结构设计探析

天然气分布式能源系统,是国家鼓励优先发展的新能源项目,以天然气为原料,并建在用户端的冷、热、电三联供综合能源系统,它能实现对能源的梯级利用,达到很高的能源综合利用效率。该文结合华电产业园分布式能源工程实例,总结楼宇地下式布置的燃气分布式能源站远程散热设备布置结构设计的一些体会,以及设计中应注意的一些经验,为同类工程在电力行业的应用提高作参考。     

基于油田单井的多能互补分布式能源系统优化

对集油管线输运、单井储油罐拉油两种生产模式进行建模并实现动态模拟,进一步探究了两种模式的加热负荷变化规律及最优加热参数的确定。分别设计了单井集油管线输运及储油罐拉油两种生产模式的分布式能源系统方案,包含水套加热炉、电伴热、太阳能集热装置、太阳能蓄热装置、空气源热泵。对5种热源进行热力计算,在此基础上建立两种分布式能源系统目标函数及约束条件,对两种分布式能源系统进行优化,给出不同模式、不同季节、不同时刻所需电伴热占比,可达到对热源的合理利用,使得投资费用与运行费用最小,同时对几种分布式热源进行了经济性分析。     

港区生产与生活用能分析

调研港区内电力的使用情况;生产辅助区、生活区典型建筑的电、热、冷负荷量与周期内负荷变化情况。采用建筑能耗分析软件Enegry Plus进行动态负荷逐时模拟和计算,得到全年小时建筑冷、热、电负荷的分布数据。为港区建筑物采用分布式能源积累有效数据。     

夹点分析优化后的油田联合站分布式能源系统特征与节能潜力

胜利油田进入特高含水期,开采难度加大,采油成本上升,节能已成为采油厂成本控制的主要因素,采用燃气轮机或燃气内燃机发电、烟气驱动热泵回收污水余热和加热原油等工艺相结合,可以构建基于天然气的分布式能源系统。通过对传统联合站以及联合站分布式能源系统进行夹点分析,从而实现能流分析优化。基于燃气内燃机变工况能流模型,通过热力模拟进行燃气内燃机的燃烧计算,对水套加热炉加热原油的传统联合站进行夹点分析。基于烟气余热驱动的溴化锂吸收式热泵能流模型,对联合站分布式能源系统进行夹点分析。对联合站分布式能源系统与传统联合站进行了对比分析,联合站分布式能源系统节能潜力达24%,为实现“双碳”目标做出了贡献。     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。     

分布式能源在新疆地区的应用分析

分布式能源生产方式由于其就地取材,利用当地的各种可用资源发电、供热,实现电、热、冷及其他能源生产和使用的就地平衡,提高能源利用效率,分散环保压力,化解电网风险,日益受国内外青睐。通过对分布式能源起源、发展优劣性的分析,结合新疆独特的地域特点:多风、日照时间长,天然气丰富,煤炭储量大,城市规模小,人口极端分散,分析利用新疆区域条件发挥分布式能源的优势,改善局部能源生产方式和环境保护,最大限度地实现能源的综合、充分利用。     

不同运行策略下的分布式系统多目标分析

为寻求能源供给系统在经济-安全-环保-节能的协调,依托"互联网+"思维,构建了一套分布式冷电联供系统,主要包括动力子系统、地源热泵子系统、蓄能子系统。建立了在偏离设计工况时不同设备的性能模型,在此基础上,以运行费用、CO_2排放和一次能源消耗为目标函数,分析了电负荷跟踪运行策略、热负荷跟踪运行策略、混合跟踪运行策略和动力设备(PGU)最大效率跟踪运行策略下系统中各设备的运行时间、运行状态及系统总性能的变化。结果表明,与传统电网购电的分供系统相比,分布式系统的经济性、环境性较好,一次能源消耗较低。热负荷跟踪策略的经济性和环境友好性最优,运行费用和CO_2排放分别降低了32.7%和45.3%;最大效率跟踪策略经济性最差,但由于PGU机组连续运行,其一次能源消耗降低最多,为86.7%。不同运行策略结果可为分布式系统的运行提供一定的理论参考。     

一种压缩空气储能与内燃机技术耦合的冷热电联产系统

为探索可再生能源的高效利用方法,基于热力学定律和能量按品质利用的原则,提出了一种以压缩空气储能技术为基础的与内燃机技术耦合的冷热电联产分布式能量系统,建立了该系统的热力学模型并自编程序对系统进行了热力学分析,重点研究了系统中的压气机、换热器、透平膨胀机、内燃机等主要设备性能以及关键节点参数,如透平膨胀机入口压力和温度以及压气机压比对系统性能的影响规律。研究结果表明:所提系统具有较高的能量效率和效率,其中透平膨胀机、内燃机及换热器是系统关键设备;增加系统设备的效率可以提高系统的能量效率、折合发电效率及效率,增加内燃机发电效率获得的效果更加明显。该结果可为系统的工程应用提供理论依据。     

北九州新热供给区域有效利用热电并给系统排热效果的评价

探讨了北九州市新规划热供给区域的热电并给系统导入效果．根据东京的能源消费功能单位，推测了北九州市的能源消费功能单位．利用不同建筑用途的建筑面积和能源消费功能单位，计算了北九州市新规划热供给区域的能源需要量、设定了单体空调系统、锅炉系统、电主热从及热主电从的热电并给系统等4种能源供给系统，并计算了各系统的能源消费量、二氧化碳排放量、初期投资、运行费用和单纯回收年数、计算结果表明，综合考虑能源消费量、二氧化碳排放量和运行费用，新规划热供给区域导入能源供给系统时，热电并给系统是最好的选择．     

高温LiBr双吸收式热变换器 火用 分析

基于热力学第一、第二定律建立了高温LiBr双吸收式热变换器热力学模型。模型考察了系统各操作温度、循环倍率（Rf ）、溶液热交换器换热效率（Ef ）和系统温升（Tgl ）对系统火用性能（ECOP）、主要部件火用损失（Ed ）和总火用损失（Et ）的影响。结果表明,吸收器和再生器是整个系统火用损失最大的部件;ECOP随着再生温度、蒸发温度、吸收-蒸发温度和溶液热交换器换热效率增加而增加;随着吸收温度、冷凝温度、循环倍率和系统温升增加而减小。为了获得较好的系统性能,系统温升不应该超过72 K 。     

采用融合遗传算法的高速公路服务区综合能源系统优化调度研究

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风电、光伏出力日前预测和多能负荷日前消耗为输入,各能源设备出力及购能分配为输出,以总成本最低为目标函数,考虑能量平衡、设备安全、运行状态等约束,建立了高速公路服务区综合能源系统优化调度模型。针对高速公路服务区综合能源系统调度问题,设计了遗传-序列二次规划融合优化算法,并以某服务区夏季典型日为例进行验证。结果表明：所构建的调度系统能够有效消纳可再生能源出力,协调外部购电、购气的比例,最终达到降低成本的效果;所提融合算法的调度结果与传统遗传算法、传统序列二次规划算法相比,在成本上分别降低了11.52%、0.70%,求解耗时仅为传统遗传算法的6.7%,独立性相比传统序列二次规划算法得到了提高。     

基于Simulink仿真模拟的智慧能源管理系统分析

智慧多能源系统被认为是未来能源领域的发展方向,是以通讯信息技术为基础、集成多能源提高能源利用效率、降低能源供应成本的有效模式。华南现代中医药城园区现主要以外购电、锅炉供热的传统供能方式来分别满足用户的电能、蒸汽热能需求,为了提高中药城园区能源的综合使用效率及促进药渣的综合使用,提出了药渣气化、生物质气体热电联产工艺。进一步,为了仿真模拟中药城园区药渣废弃物资源化利用情况,建立了相应的智慧多能源系统模型、多目标函数和约束条件,并采用MATLAB/Simulink进行仿真模拟求解,最后与中药城园区的传统供能方式进行对比分析。仿真模拟结果表明：生物质热电联产供能方式与传统供能方式相比,生物质热电联产供能方式的年总成本下降11.78%,主要体现在运行维护费用、污染物排放惩罚费用、能量过剩惩罚费用减少方面。     

基于差分进化算法的分布式能源系统 多目标优化

为了避免传统分布式冷热电三联供系统设计中偏离实际工况、负荷率偏低、效率低下等问题,本文以某商务区为对象,将分布式能源系统设备容量的最优化问题转化为以年总成本和年排放量综合最低的多目标数学模型,在对比多种常见智能算法后,选择具有强大全局巡优能力的差分进化算法进行求解,获得优化配置方案。分布式能源系统设备类型较多,且影响因素繁杂,各种设备的容量配置是整个系统运行效益好坏的关键。计算结果表明,与冷热电分供能系统进行对比,通过差分进化算法进行最优化配置后的分布式能源系统具有显著的优越性和可行性,系统结构设计、能源价格,均会对系统最优化结果产生影响。     

居住小区能耗远程抄收系统

智能化表具数据自动抄收及远传系统是代替传统的人工抄表方式,对公建内的电能量、冷热量、中央空调系统和住宅内的水、电、气、热能耗的表具读数进行自动采集,并传输到管理中心.根据国家建设部提出的小康型住宅小区规划要求,要对新建和改建住宅统一规划,逐步实行水、电、气、热表具出户统一管理.有关文献明确提出了各种能耗系统的计量要求,为了有效进行能量计量,智能抄表系统是一种高效的方法.     

基于灰色关联和层次分析的冷热电联供方案优化研究

楼宇冷热电联供系统能够将冷、热、电三种负荷有机地结合到一起,充分利用低品位的热能实现能源的梯级利用,具有较高的能源利用效率.综合考虑经济、环保、节能、可靠性等指标,对楼宇冷热电联供系统进行方案选择.根据灰色系统关联分析法和层次分析法原理,建立了楼宇冷热电联供方案评价分析数学模型,以某图书馆为例进行了冷热电联供方案分析,找到了综合最优方案.通过客观地选择评价指标和权重系数,提高了冷热电联供方案选择的全面性和科学性.