【摘要】：自21世紀(jì)以來,人類對石油、煤炭等化石能源的過渡使用,在創(chuàng)造了豐富物質(zhì)生活的同時(shí),也造成了大量的污染排放和能源浪費(fèi)。近年來,作為能源發(fā)展方向之一的分布式能源系統(tǒng)受到了大家廣泛的關(guān)注。但由于分布式能源系統(tǒng)存在著能量來源單一、設(shè)備容量設(shè)計(jì)不合理等問題,在一定程度上限制了分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展。因此,對含有新能源出力的多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)的設(shè)備容量進(jìn)行優(yōu)化研究,具有顯著的工程價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,提高能源的使用效率,設(shè)計(jì)了一種集成有風(fēng)機(jī)、光伏和分布式能源系統(tǒng)的多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)。建立了光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)等數(shù)學(xué)模型,并以分供系統(tǒng)為參照對象,考慮風(fēng)光出力對系統(tǒng)的影響以及分時(shí)電價(jià)和光伏國補(bǔ)等對經(jīng)濟(jì)性的影響,構(gòu)建了由年能源節(jié)約率、年總費(fèi)用節(jié)約率、年溫室氣體減排率組成的綜合運(yùn)行指標(biāo)。提出了一種考慮風(fēng)光出力的燃?xì)廨啓C(jī)最優(yōu)運(yùn)行策略,通過粒子群-遺傳混合優(yōu)化算法(PSO-GA),對該能源系統(tǒng)中燃?xì)廨啓C(jī)容量、電制冷比、風(fēng)機(jī)和光伏容量進(jìn)行優(yōu)化。最后,基于綜合運(yùn)行指標(biāo)建立的多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)優(yōu)化模型,以江蘇泰興虹橋工業(yè)園區(qū)為例,得到了綜合運(yùn)行指標(biāo)最優(yōu)時(shí)的系統(tǒng)配置方案,同時(shí)通過結(jié)果對比可知,系統(tǒng)以最優(yōu)運(yùn)行策略的原則運(yùn)行時(shí),相對傳統(tǒng)的以熱定電、以電定熱運(yùn)行方式,可有效降低系統(tǒng)的年能源消耗量、年總費(fèi)用、年CO_2排放,同時(shí)可提高系統(tǒng)的綜合性能。混合優(yōu)化算法相對傳統(tǒng)粒子群算法可避免陷入局部最優(yōu)和取得更好的綜合運(yùn)行指標(biāo)值。
【圖文】：

再到 13 世紀(jì)煤炭的開發(fā)，以及二戰(zhàn)后大規(guī)模開采石油和天然氣廣泛使用的電能，能源利用方式的每一次變化都極大地促進(jìn)了人類世而，人類為了追求高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，自 21 世紀(jì)以來，不合理使用能化石能源，導(dǎo)致了環(huán)境污染和能源短缺問題日漸明顯，反而成為了制展的重要因素。如果傳統(tǒng)粗放型的能源利用方式再不及時(shí)改變，環(huán)境缺問題的影響將進(jìn)一步擴(kuò)大。中國和世界的一次能源存儲量和儲采比。表 1-1 中國、世界的一次能源儲存量和儲采比煤炭 石油 天然氣儲量/億噸 儲采比 儲量/億噸 儲采比 儲量/億噸 儲采1145 92 38 24 1.37 589842 218 1434 41 146.4 63炭等化石能源作為常規(guī)供應(yīng)能源的發(fā)展模式是不可持續(xù)的。如圖 1-1 和美國等發(fā)達(dá)國家相比，中國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)相對滯后�！伴_源節(jié)流展道路已成為了人們的共識[1]。

推動了能源領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，開創(chuàng)性地提出了智能要理念[6]。多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)(Multi-energy Comergy System，MCDES)就是依托上述背景，發(fā)展起來的一種源系統(tǒng)是相對傳統(tǒng)集中式供能系統(tǒng)而言的，，傳統(tǒng)集中式供能集中生產(chǎn)、通過專門的輸送設(shè)施(如大熱網(wǎng)、大電網(wǎng)等)將各內(nèi)的眾多用戶；而分布式能源系統(tǒng)是一種建立在用戶側(cè)，可現(xiàn)能源梯級利用的新型供能系統(tǒng)，其能源梯級利用示意圖能源系統(tǒng)是指包含了多種資源輸入(如天然氣、熱能、風(fēng)能(冷、熱、電能)和輸運(yùn)形式的“區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)。如供能的多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)示意圖。與通信技術(shù)中先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)、發(fā)達(dá)的自動控制技術(shù)和監(jiān)控補(bǔ)系統(tǒng)內(nèi)能的精準(zhǔn)調(diào)度、控制，圖 1-3 中的系統(tǒng)能量調(diào)度中取快速、有效的控制方法和科學(xué)、合理的調(diào)度策略，系統(tǒng)中以協(xié)調(diào)配合，從而提高系統(tǒng)的能效水平。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK01

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本文編號：2606288