【摘要】：隨著全球能源危機和環(huán)境污染的持續(xù)加重,發(fā)展新能源和提高能源利用率已備受世人關(guān)注。然而,新能源雖發(fā)展迅速但受到波動性和隨機性等不穩(wěn)定性因素的影響,其并網(wǎng)利用仍存在諸多問題,導(dǎo)致我國西北地區(qū)棄風(fēng)、棄光的浪費現(xiàn)象嚴(yán)重,壓縮空氣儲能相比其他儲能技術(shù)具有壽命長、容量大、選址靈活等優(yōu)勢,近年來國內(nèi)外都取得了飛速發(fā)展,更因其壓縮和膨脹過程具有天然的冷熱電接口,可與傳統(tǒng)的三聯(lián)供系統(tǒng)通過多能互補的方式相結(jié)合,三聯(lián)供系統(tǒng)本身能量梯級利用的原則就能極大的提高能源利用率,兩者耦合后,合理的規(guī)劃與運行策略可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢,降低成本、更加高效的利用能源�；谥暗难芯�,本文研究了一種含壓縮空氣儲能的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),將壓縮空氣儲能系統(tǒng)與常規(guī)以內(nèi)燃機為核心的三聯(lián)供系統(tǒng)通過多種接口耦合,共同為向用戶提供能量,同時電網(wǎng)和燃?xì)忮仩t等作為補充確保能源的供應(yīng)充足。內(nèi)燃機是系統(tǒng)的主要供能來源,壓縮空氣儲能作為電網(wǎng)和內(nèi)燃機兩者的調(diào)峰設(shè)備,吸收電網(wǎng)富余的新能源或谷電進(jìn)行充電,在用電峰值時段進(jìn)行膨脹放電。建立了內(nèi)燃機、換熱器、壓縮機和膨脹機等關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)學(xué)模型,在模型基礎(chǔ)上重點分析了兩大子系統(tǒng)的冷熱電輸出特性,包括其輸出的電熱比、效率等,表明系統(tǒng)具有很寬的輸出范圍,可滿足用戶不同的負(fù)荷需求,為后期運行調(diào)節(jié)做好了理論鋪墊。針對不同的供能來源組合,研究了系統(tǒng)的幾種工作模式。系統(tǒng)做到全局優(yōu)化,必須從建設(shè)時期設(shè)備選型開始,合適的設(shè)備型號容量是運行優(yōu)化的基礎(chǔ),同時會制約后期的運行優(yōu)化,而后期運行控制策略的不同也會對系統(tǒng)的設(shè)備有所要求和影響,這是一類多時間尺度優(yōu)化問題,對此,本文采用雙層優(yōu)化方法來進(jìn)行優(yōu)化求解,通過設(shè)置不同層級的優(yōu)化函數(shù)來解決前后期的矛盾,全局目標(biāo)具有更高的優(yōu)先級,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行下層運行的尋優(yōu)。本文結(jié)合算法發(fā)展水平和實際需求,編寫雙層優(yōu)化算法,上層以現(xiàn)有內(nèi)燃機產(chǎn)品、壓縮空氣儲能容量和電網(wǎng)最大輸入功率為變量,下層采用遺傳算法優(yōu)化輸出。最后,在能量模型和所編算法基礎(chǔ)上,給出了系統(tǒng)經(jīng)濟性分析的雙層優(yōu)化模型,上層以包含設(shè)備成本和運行時各種成本的整體投資為優(yōu)化目標(biāo),下層以運行時的成本為目標(biāo)函數(shù)。以北京市某酒店的負(fù)荷數(shù)據(jù)為例進(jìn)行了模型和算法的分析研究,結(jié)果表明,上下層要求的最優(yōu)容量配置不同,此時以上層最優(yōu)值為準(zhǔn),確定上層最優(yōu)容量后,可自上而下得到此時的下層最優(yōu)運行方案,與其他既定控制策略的供能系統(tǒng)相比本相同具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢,本文所做工作對算法研究和實際工程建設(shè)都具有重要的參考意義。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK02;TM73
【圖文】：

損耗■逡逑圖１－３傳統(tǒng)供能系統(tǒng)邐圖１－４冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)逡逑與傳統(tǒng)供能系統(tǒng)發(fā)電效率一般只有３０％左右（圖１－３），大量的熱能隨著煙逡逑氣和缸套水浪費掉，造成了極大的能源浪費，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)利用換熱器等余熱逡逑回收裝置將原本廢棄的熱量回收用于供熱或制冷，可以極大的提高系統(tǒng)的整體效逡逑率，系統(tǒng)熱效率可達(dá)８０％邋（圖１－４）。逡逑２逡逑

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隨著可再生能源發(fā)電的不斷發(fā)展，其間歇性、波動性等缺點也給電網(wǎng)的可靠逡逑穩(wěn)定帶來了巨大的沖擊，使電網(wǎng)承受嚴(yán)峻的考驗規(guī)�；碾娔艽鎯κ清义蠜Q這一問題的重要手段之一２０１４年１１月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)“能源發(fā)逡逑略行動計劃”，首次將儲能作為“９個重點創(chuàng)新領(lǐng)域”和“２０個重點創(chuàng)新方逡逑之一寫入到國家級能源規(guī)劃文件，其戰(zhàn)略地位得到了進(jìn)一步提升。逡逑１９４９年Ｓｔａｌ邋Ｌａｖａｌ首次提出使用壓縮空氣儲能，此后這一新的儲能技術(shù)便受逡逑廣泛的關(guān)注，德國在１９７８年建成世界上第一座商業(yè)化運行的壓縮空氣儲能逡逑Ｈｕｎｔｏｒｆ，發(fā)電功率２９０ＭＷ，美國在１９９１年建設(shè)了邋１１０ＭＷ的ＭｃＩｎｔｏｓｈ壓逡逑氣儲能電站并投入商業(yè)化運行，這兩座成功運行的壓縮空氣電站都屬于補燃逡逑縮空氣儲能，仍需要燃燒天然氣。２０１０年美國ＳｕｓｔａｉｎＸ公司提出等溫壓縮逡逑儲能技術(shù)，這一技術(shù)可有效減少整個過程中的熱量損失，提高整體效率。英逡逑在研究液態(tài)空氣儲能技術(shù)，此外，法國、以色列及日本等國家也都在壓縮空逡逑技術(shù)方面取得了一定的進(jìn)展。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

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本文編號：2784494