當前,全球化石能源的過度使用導致全球環(huán)境日益惡化,風力、光伏等可再生清潔能源取得了飛速的發(fā)展,微電網(wǎng)能夠有效利用可再生能源,引來了世界各國的廣泛關(guān)注。而熱電聯(lián)產(chǎn)(Combined Heat and Power,CHP)型微電網(wǎng)具有同時供應電能和熱能,一次能源梯級高效利用等優(yōu)點,在我國北方大部分地區(qū)具有良好的推廣前景。在CHP型微電網(wǎng)中引入相變蓄熱電鍋爐來承擔部分熱負荷并且可以消納多余的新能源出力,改變了電能和熱能的約束關(guān)系。本文首先制定了包含相變蓄熱電鍋爐的CHP型微電網(wǎng)的運行策略,然后從容量優(yōu)化配置方面展開研究。主要研究內(nèi)容如下:在熱電聯(lián)產(chǎn)型微電網(wǎng)中引入相變蓄熱電鍋爐,將減少常規(guī)能源消耗、保證新能源100%消納作為出發(fā)點,制定了含相變蓄熱電鍋爐的熱電聯(lián)產(chǎn)型微電網(wǎng)分級運行策略。通過研究相變蓄熱電鍋爐在CHP型微電網(wǎng)中所起的作用和引入相變蓄熱電鍋爐后微電網(wǎng)運行策略的變化,考慮微電網(wǎng)的運行調(diào)度過程中相變蓄熱電鍋爐、風力發(fā)電和光伏發(fā)電各自的優(yōu)先級,在充分保障微電網(wǎng)內(nèi)用戶電負荷和熱負荷均滿足的情況下,針對冬季供暖季的情況制定合理的運行策略。針對在我國北方冬季寒冷,供暖需求大的地區(qū)所建立的CHP... 

【文章來源】：山西大學山西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)典型分供式供能系統(tǒng)

第一章緒論5圖1.2(b)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)Fig1.2(b)CombinedCoolingHeatingandPowersystem美國自1987年頒布了《公共事業(yè)管制改制法令伊》后大力提倡發(fā)展冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),在1995年熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電量已經(jīng)高達45GW,后來在上世紀年代中期,美國政府進行自由化的電力市場改革，由于激烈的市場競爭，由于經(jīng)濟效益等原因熱電聯(lián)產(chǎn)在一段時間內(nèi)發(fā)展緩慢，后來美國能源部通過多種措施和辦法加快其發(fā)展。第一，能源部聯(lián)合了環(huán)境保護組織，熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)合會等組織，提出了諸如‘熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)合創(chuàng)意’，旨在大幅度提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組裝機容量，還有‘建筑冷熱電聯(lián)產(chǎn)遠景規(guī)劃’，提出在2020年將50%的新建商業(yè)寫字樓使用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，后來美國政府又通過了免稅鼓勵增加熱電聯(lián)產(chǎn)機組。通過政府的一系列引導措施，冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)得到快速發(fā)展，大量的新型燃氣輪機、內(nèi)燃機、燃料電池、制冷機、干燥機和能源回收系統(tǒng)研制成功并快速推廣應用，不但滿足了社區(qū)對電熱負荷的需求，也大幅提高了一次化石能源的利用效率。在2014年時，美國的CCHP型商用系統(tǒng)已打5000余個，共計4萬余MW，3000余工業(yè)系統(tǒng)，總計20萬MW，很多知名高校建成了分布式能源站，建立了熱電聯(lián)產(chǎn)師范基地。且美國的電力科研機構(gòu)預計，20%到40%的新增發(fā)電設(shè)備將選擇分布式發(fā)電系統(tǒng)[13],[14]，且多為熱電聯(lián)產(chǎn)型系統(tǒng)。而日本是嚴重依賴進口能源的國家，對能源高效利用非常重視，特別是所處東北亞高緯度地區(qū)，冬季寒冷，因此對熱電聯(lián)產(chǎn)項目特別重視，不斷投入大量資金和精力，在此背景下，熱電聯(lián)供系統(tǒng)在日本發(fā)展迅速，在各個領(lǐng)域有廣泛應用，同時取得了良好的效果。東京燃氣公司就此專門成立了研究開發(fā)中心，專注于燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目的研發(fā)。上世紀90年代，日本開始了電力市場改革，允許個體用戶通過分布式電源向

包含相變蓄熱的熱電聯(lián)產(chǎn)型微電網(wǎng)容量優(yōu)化配置12圖2.1熱電聯(lián)產(chǎn)型微電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)圖Figure2.1BasicstructuremapofCHPMicrogrid2.3電源設(shè)備數(shù)學模型2.3.1風力發(fā)電風力發(fā)電具有環(huán)保、風能可再生等優(yōu)點，而且風電廠一般建在野外，基建成本小，與其他新能源相比，經(jīng)濟性更好，技術(shù)更加成熟。最重要的是，風電廠的建設(shè)周期短，規(guī)模大，風電水電適宜季節(jié)性互補�；谝陨巷L電的優(yōu)勢，風能在全世界都得到了快速發(fā)展。自2004年以來，全球風電裝機量達到47616MW。我國土地面積大，有漫長的海岸線，蘊藏著巨大的風能。其中可以利用的風能多于75%，能量密度大于5050W/m2。潛在的風能能達到700-1200GW[33]。尤其在我國在2003年開始實施風電特許經(jīng)營權(quán)項目以及可再生能源利用的相關(guān)政策的出臺，風力發(fā)展更上一個臺階。近幾年，我國風力裝機量迅猛增長。如圖2.2所示。從表2.1可以看出排名前十的國家以及各


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