發(fā)布時(shí)間：2017-10-28 08:24

  本文關(guān)鍵詞：工業(yè)園區(qū)能源供給系統(tǒng)優(yōu)化配置方法研究

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【摘要】：工能源利用率偏低、大量使用化石燃料帶來的環(huán)境問題嚴(yán)重制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)迫切需要解決的問題。隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的不斷增加,區(qū)域性能源系統(tǒng)整體規(guī)劃的必要性也愈發(fā)凸顯。工業(yè)園區(qū)是區(qū)域性能源系統(tǒng)的一個(gè)重要組成。工業(yè)園區(qū)生態(tài)化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)體系節(jié)能減排的主要途徑。在工業(yè)園區(qū)生態(tài)化建設(shè)中,能源需求與供應(yīng)影響整個(gè)生態(tài)工業(yè)園的規(guī)劃,運(yùn)行與改造。以節(jié)約能源作為基準(zhǔn)點(diǎn),由于工業(yè)園區(qū)內(nèi)部有多種不同能源需求,區(qū)域供能系統(tǒng)可以對各種設(shè)備、系統(tǒng)、技術(shù)進(jìn)行綜合、集成、以互補(bǔ)方式實(shí)現(xiàn)能源的梯級利用和合理用能。本文依托科技部中荷國際科技合作項(xiàng)目“智慧節(jié)能工業(yè)園關(guān)鍵平臺技術(shù)與協(xié)同驅(qū)動(dòng)”(2015DFG62270),對工業(yè)園區(qū)能源供給系統(tǒng)優(yōu)化配置問題進(jìn)行研究。本文通過對國內(nèi)外工業(yè)園區(qū)的研究進(jìn)行分析和總結(jié),根據(jù)園區(qū)內(nèi)能源系統(tǒng)波及層面大小,把園區(qū)的能源系統(tǒng)分為企業(yè)級與園區(qū)級,綜合區(qū)域能源系統(tǒng)不同的能源生產(chǎn)系統(tǒng)、能源輸送系統(tǒng)、能源利用系統(tǒng)等,建立園區(qū)和企業(yè)兩個(gè)層面、包含可再生能源和清潔能源在內(nèi)的多能互補(bǔ)能源系統(tǒng)供給模型,并建立多周期目標(biāo)函數(shù),在滿足用戶冷熱電負(fù)荷需求同時(shí),滿足經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境排放等需求,確定出園區(qū)或企業(yè)內(nèi)能源轉(zhuǎn)換裝置的類型和尺寸、各種能源的供應(yīng)量及CO2排放量。根據(jù)溫度對口原則綜合利用不同品位的能量,提高一次能源利用率,以達(dá)到能源綜合最優(yōu)化。由于所建立的目標(biāo)函數(shù)為混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)問題,求解過程中容易產(chǎn)生組合爆炸問題而不易求解。針對該目標(biāo)函數(shù)選擇列隊(duì)競爭法和單純形法作為分析計(jì)算方法,其中列隊(duì)競爭算法用于優(yōu)化整型變量,而線性規(guī)劃法優(yōu)化連續(xù)變量,通過兩種算法的交替迭代來逼近最優(yōu)解。從企業(yè)和園區(qū)兩個(gè)層面用戶的能源流動(dòng)分析能源需求,對各個(gè)層面上能源需求的種類和品位進(jìn)行了歸納分析,遵循能源梯級利用和溫度對口原則,建立分尺度能源管網(wǎng)配置模型,介紹工業(yè)園區(qū)和工業(yè)企業(yè)能源管網(wǎng)模型建立方法和最小需求量的計(jì)算方法,在需求側(cè)達(dá)到能源最小化。分析了某工業(yè)園區(qū)內(nèi)鋼鐵企業(yè)工序的能源使用狀況,通過企業(yè)能源系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)例,驗(yàn)證了能源供給系統(tǒng)優(yōu)化模型的可行性。
【關(guān)鍵詞】：生態(tài)工業(yè)園區(qū) 區(qū)域能源 能源系統(tǒng) 能源管網(wǎng)模型 集成優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK01
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 研究背景及意義8-12
• 1.1.1 能源資源現(xiàn)狀與環(huán)境壓力8-10
• 1.1.2 工業(yè)園區(qū)的能源消耗和環(huán)境影響10-11
• 1.1.3 解決目前能源問題的有效途徑11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 生態(tài)工業(yè)園區(qū)的發(fā)展12-14
• 1.2.2 能源系統(tǒng)規(guī)劃的研究14-17
• 1.3 研究目的和內(nèi)容17-20
• 1.3.1 研究目的17-18
• 1.3.2 研究內(nèi)容18-20
• 2 工業(yè)園區(qū)能源供給系統(tǒng)基本模型20-34
• 2.1 基本情況概述20
• 2.2 能源利用類型與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)20-22
• 2.2.1 能源利用類型20-21
• 2.2.2 工業(yè)園區(qū)能源供給系統(tǒng)的基本模式21-22
• 2.3 不同尺度下的能源供給系統(tǒng)模式22-25
• 2.3.1 企業(yè)尺度能源供給系統(tǒng)模式22-24
• 2.3.2 園區(qū)尺度供給系統(tǒng)模式24-25
• 2.4 能源生產(chǎn)裝置模型25-32
• 2.4.1 典型能源生產(chǎn)裝置的熱力模型25-30
• 2.4.2 典型能源生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟(jì)模型30-31
• 2.4.3 排放特性31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 3 能源供給系統(tǒng)優(yōu)化配置方法34-44
• 3.1 企業(yè)尺度能源供給系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型34-37
• 3.1.1 企業(yè)能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)34-36
• 3.1.2 企業(yè)能源系統(tǒng)約束條件36-37
• 3.2 園區(qū)尺度能源供給系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型37-40
• 3.2.1 園區(qū)能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)37-38
• 3.2.2 園區(qū)能源系統(tǒng)約束條件38-40
• 3.3 模型的求解方法40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 4 案例分析——某工業(yè)園區(qū)能源供給系統(tǒng)優(yōu)化配置44-76
• 4.1 案例園區(qū)概況44-45
• 4.2 園區(qū)調(diào)研數(shù)據(jù)獲取45-46
• 4.3 能源需求管網(wǎng)配置模型46-50
• 4.3.1 工業(yè)企業(yè)能源管網(wǎng)模型46-47
• 4.3.2 企業(yè)能源最小需求量目標(biāo)函數(shù)47-48
• 4.3.3 工業(yè)園區(qū)能源管網(wǎng)模型48-49
• 4.3.4 園區(qū)能源最小需求量目標(biāo)函數(shù)49-50
• 4.4 某鋼鐵企業(yè)能源需求分析50-65
• 4.4.1 焦化工序的能源投入與產(chǎn)出50-52
• 4.4.2 燒結(jié)工序的能源投入與產(chǎn)出52-53
• 4.4.3 球團(tuán)工序的能源投入與產(chǎn)出53-55
• 4.4.4 煉鐵工序的能源投入與產(chǎn)出55-57
• 4.4.5 煉鋼工序的能源投入與產(chǎn)出57-58
• 4.4.6 軋鋼工序的能源投入與產(chǎn)出58-59
• 4.4.7 能源轉(zhuǎn)換工序的能源投入與產(chǎn)出59-60
• 4.4.8 企業(yè)能源最小需求分析60-65
• 4.5 鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有能源系統(tǒng)分析65-68
• 4.6 鋼鐵企業(yè)優(yōu)化能源系統(tǒng)分析68-74
• 4.7 評價(jià)及優(yōu)化結(jié)果分析74-75
• 4.8 本章小結(jié)75-76
• 5 結(jié)論和展望76-78
• 5.1 結(jié)論76
• 5.2 展望76-78
• 致謝78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1107434