【摘要】：熱電聯(lián)產(chǎn)作為一種高效利用能源的生產(chǎn)方式,已經(jīng)得到國內(nèi)的外廣泛認可和大力發(fā)展。但目前,供熱機組大多采用“以熱定電”的方式運行,隨著電力峰谷差逐年增長,熱電廠調(diào)峰能力不足的問題日益顯著,如何解除機組熱電負荷的耦合關(guān)系,使熱電機組在保證供熱質(zhì)量的同時,為電網(wǎng)提供更多的調(diào)峰容量,成為亟待解決的問題。從質(zhì)量及能守恒出發(fā),假設(shè)管網(wǎng)已經(jīng)處于水力平衡狀態(tài),建立了供熱系統(tǒng)中主要設(shè)備的能量流動模型,并根據(jù)實際系統(tǒng)運行特點對模型進行適當簡化,著重考慮了影響系統(tǒng)熱動態(tài)特性方面的參數(shù)。以數(shù)學模型為基礎(chǔ),建立了完整的一、二次網(wǎng)供熱系統(tǒng)仿真模型,以間接連接供熱系統(tǒng)為研究對象,對系統(tǒng)的輸送延遲和蓄熱特性進行了仿真分析,并利用該特性,結(jié)合熱電負荷變化特點,提出了可以使熱電機組參與電力調(diào)峰的系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方式,以及有效提高供熱機組電力調(diào)峰能力的方法。對所建立的一次管網(wǎng)進行了動態(tài)仿真,通過改變熱源供熱量,定量分析了一次管網(wǎng)的輸送延遲及蓄熱特性。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),熱水在管道中的流動是導致輸送延遲的主要原因；在熱源供熱量發(fā)生變化時,管壁溫度與熱水溫度相比變化較慢,此時管壁可以作為蓄熱體發(fā)生蓄熱或放熱,減緩水溫及輸送熱量的變化,從而影響用戶最終所得的熱負荷。對用戶室內(nèi)熱環(huán)境進行了動態(tài)仿真,分析了建筑圍護結(jié)構(gòu)和內(nèi)蓄熱體與室內(nèi)空氣的換熱過程,研究發(fā)現(xiàn),兩者都可以減緩室外溫度變化以及供熱負荷變化等因素對室內(nèi)溫度的影響。以一、二次供熱系統(tǒng)的動態(tài)特性分析為依據(jù),在供熱系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)方法的基礎(chǔ)上,提出了可以使熱電機組參與電力調(diào)峰的兩種系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方案,該方案采用分時段改變供熱量的調(diào)節(jié)方法,根據(jù)不同時段負荷特點和供熱機組熱、電負荷耦合關(guān)系,確定不同時段的供熱量。仿真模型模擬運行結(jié)果表明,兩種方案均可以有效提高供熱機組調(diào)峰能力,且對熱用戶室溫影響較小,在分時電價制度下,調(diào)峰運行方式還可以提高熱電廠的發(fā)電收益,驗證了兩種方案的有效性和經(jīng)濟性。
[Abstract]:As an efficient energy production mode, cogeneration has been widely recognized and developed in China. But at present, most heat supply units are operated by "heat fixed power" mode. With the increase of power peak and valley difference year by year, the problem of insufficient peak-shaving capacity of thermal power plant is becoming more and more obvious. It is an urgent problem to ensure the heating quality and provide more peak-shaving capacity for the power grid. Starting from the conservation of mass and energy, the energy flow model of the main equipment in the heating system is established, and the model is appropriately simplified according to the operating characteristics of the actual system, assuming that the pipe network is already in the state of hydraulic balance. The parameters affecting the thermal dynamic characteristics of the system are emphatically considered. Based on the mathematical model, a complete simulation model of primary and secondary network heating system is established. The transmission delay and heat storage characteristics of the system are simulated and analyzed. Based on the characteristics of thermoelectric load variation, this paper puts forward the system operation regulation mode which can make thermoelectric units participate in power peak shaving, and the method to effectively improve the power peak shaving ability of heat supply units. The dynamic simulation of the primary pipe network is carried out. By changing the heat supply from the heat source, the transportation delay and heat storage characteristics of the primary pipe network are quantitatively analyzed. The results show that the flow of hot water in the pipeline is the main reason for the delay of transportation. When the heat supply of the heat source changes, the tube wall temperature changes more slowly than the hot water temperature. In this case, the tube wall can be used as a regenerator to store or release heat, slow down the change of water temperature and heat transfer, and thus affect the final heat load of the user. The dynamic simulation of the indoor thermal environment of the user is carried out, and the heat transfer process of the building enclosure structure and the inner heat storage body and indoor air is analyzed, and the results show that, Both of them can slow down the influence of outdoor temperature change and heating load change on indoor temperature. Based on the analysis of the dynamic characteristics of the primary and secondary heating systems, and on the basis of the quality regulation methods of the heating systems, two kinds of system operation and regulation schemes which can enable the thermal power units to participate in the power peak shaving are put forward. According to the load characteristics of different time periods and the coupling relationship between heat and electricity load of heating units, the heat supply in different periods is determined. The simulation results show that both schemes can effectively improve the peak-shaving capacity of heating units, and have little effect on the room temperature of heat users. Under the time-sharing price system, the peak-shaving operation mode can also increase the power generation income of the thermal power plant. The effectiveness and economy of the two schemes are verified.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU995;TM73

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本文編號：2422439