自用楼宇型天然气分布式能源系统经济优化的动态模拟与分析

【摘要】：天然气分布式能源系统是一项以“温度对口、梯级利用”为原则，满足用户多负荷要求的能源生产和供应系统，具有较大节能减排优势，受到各国力推。我国近几年对天然气分布式能源的推广力度加大，国家发展和改革委员会提出了“十二五”建设目标，并指出为天然气分布式能源实行财政支持，而上海市已在更早的时候对天然气分布式能源实施了较大力度的补贴政策。但是财政补贴对行业发展只有短暂的促进作用，发展若要广泛持续还需要依赖天然气分布式能源本身的经济性。天然气分布式能源的经济性的影响因素多，涉及到多种复杂能源体系和定价问题。本文以天然气分布式能源系统中价格关系最为简单的自用楼宇型天然气分布式能源作为研究对象，将目前尚未普及的并网及上网政策作为研究的政策环境假设，从而弱化政策和价格因素的不确定性，着重分析用户的负荷环境对天然气分布式能源系统经济性的影响。 本文以国内四大气候区的四个代表城市，每个城市三种建筑功能类型共12种不同的负荷环境类型作为负荷样本，根据各气候区不同热工要求下的用户能源使用和计费特点，分别建立了相对经济效益模型，即以相对传统用能方式的费用节省量作为系统经济性的评价指标，通过对模型分析确立了各气候区经济性最优化的系统余热利用原则和辅助模块选用原则。 为获取具有气候差异和建筑功能差异的全年各项逐时负荷值，本文将某建筑体建筑模型按照各气候区的建筑节能设计要求设置了建筑围护结构各项参数，将其置于各代表性城市的典型气象年气象环境中，利用VirtualEnvironment（简称VE）软件进行建筑的空调制冷与采暖负荷模拟。在VE中按照办公、商场、宾馆三种功能建筑的典型人员、设备使用特点以及各气候区各季节的新风开启特点，设置建筑内人员设备等热扰和通风的日、周、年特性曲线，模拟出四个城市三种建筑类型的全年冷热负荷。另参照相关标准规范得出各类型建筑的年逐时电负荷与生活热水负荷。 按照等效价值最优化的余热利用原则和辅助模块选用原则，结合燃机的变工况特性，用matlab软件编制了系统全年等效价值最优化运行计算程序，模拟4个城市3建筑类型系统全年动态运行。将建筑逐时电、冷、采暖、生活热水负荷作为输入条件，求解出各城市各类型建筑逐时逐日的全年最优化相对经济效益值以及各相关参数。 使用程序求解得出4个城市3种类型建筑在5个燃气价格下共60个系统的各相对经济效益值及各相关参数，通过纵横多向对比所求解的数据，分析不同系统的地区、类型、燃气价格设定条件下的系统全年相对经济效益总和的大小及变化规律，分析发现系统全年相对经济效益值随着地区与建筑类型不同而呈现出的变化具有一定的规律性，系统经济效益与动力设备的全年当量满负荷运行小时数以及一次能源综合利用效率之间也有着密切的相关关系，结果可为政府价格控制与楼宇型天然气分布式能源项目的初步评价提供参考。 【关键词】：经济效益 动态运行 Virtual Environment Matlab
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU996
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 背景11-13
• 1.2 天然分布式能源系统概述13-15
• 1.2.1 动力系统设备概述13
• 1.2.2 天然气分布式能源系统构成及典型形式13-15
• 1.2.3 天然气分布式能源系统具有的优势15
• 1.2.4 天然气分布式能源系统的分类15
• 1.3 应用现状15-17
• 1.4 研究现状17-18
• 1.5 分布式能源系统经济性影响因素18-22
• 1.5.1 政策经济因素19-20
• 1.5.2 气候分区20-21
• 1.5.3 用户负荷的时间特性21-22
• 1.6 本文研究内容22-23
• 第二章 系统优化运行理论模型23-49
• 2.1 系统能流模型23-32
• 2.1.1 夏热冬暖地区24-27
• 2.1.2 夏热冬冷地区27-29
• 2.1.3 寒冷及严寒地区29-32
• 2.2 系统经济效益模型32-46
• 2.2.1 夏热冬暖地区经济效益模型32-38
• 2.2.2 夏热冬冷地区经济效益模型38-44
• 2.2.3 寒冷及严寒地区经济效益模型44-46
• 2.3 系统主要设备变负荷特性模型46-48
• 2.4 小结48-49
• 第三章 典型建筑逐时负荷49-66
• 3.1 VE 软件及其使用介绍49-51
• 3.2 建筑模型参数51-59
• 3.2.1 建筑基本信息51-52
• 3.2.2 建筑模型围护结构及遮阳参数52-54
• 3.2.3 各功能建筑内部热环境参数54-56
• 3.2.4 建筑内部得热项56-59
• 3.2.5 通风设置59
• 3.2.6 气象参数59
• 3.3 空调与采暖负荷预测结果59-62
• 3.4 常规用电与生活热水逐时负荷62-65
• 3.4.1 常规逐时用电负荷62-64
• 3.4.2 生活热水负荷64-65
• 3.5 小结65-66
• 第四章 效益最优运行的 Matlab 模拟与数据分析66-84
• 4.1 效益最优化运行的 Matlab 模拟方法66-68
• 4.1.1 程序输入输出参数汇总67-68
• 4.1.2 程序内燃机设备选型表68
• 4.2 计算数据结果及分析68-83
• 4.2.1 广州市各类型建筑相对经济效益对比分析69-70
• 4.2.2 上海市各类型建筑相对经济效益对比分析70-72
• 4.2.3 北京市各类型建筑相对经济效益对比分析72-73
• 4.2.4 哈尔滨市各类型建筑相对经济效益对比分析73-74
• 4.2.5 各地区商场建筑效益值对比分析74-75
• 4.2.6 各地区办公建筑效益值对比分析75
• 4.2.7 各地区宾馆建筑效益值对比分析75-76
• 4.2.8 动力设备全年当量满负荷运行小时数76-79
• 4.2.9 一次能源综合利用效率79-82
• 4.2.10 各城市效益最佳建筑类型统计82-83
• 4.3 小结83-84
• 结论与展望84-86
• 结论85
• 展望85-86
• 参考文献86-88
• 附录A 各城市各类型建筑全年逐时冷热负荷图88-94
• 附录B 各参数计算结果全年总和94-104
• 附录C 攻读硕士学位期间发表学术论文情况104-105
• 后记105

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

分布式能源系统的研究及配置方案分析    马悦;董舟;

不同风系统末端装置的能效比比较    韩铮;朱颖心;

冷热电三联供系统研究(2):冷热电三联供系统是否应该“以热定电”    殷平;

国际上微网和分布式电源并网标准的分析研究    汪诗怡;艾芊;

我国天然气分布式能源站的发展与建议    王振铭;

分布式冷热电联产系统的能量梯级利用率新准则    林汝谋;郭栋;金红光;隋军;

分布式冷热电联供系统经济性分析    黄锦涛,丰镇平,袁劲松

燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性    冯志兵;金红光;

分布式能源定义及其与冷热电联产关系的探讨    吴大为,王如竹

欧洲智能用电发展综述及启示    霍沫霖;单葆国;

分布式冷热电联产系统的多目标热力学优化理论与应用研究    吴大为

退役航空燃气轮机再利用分析    刘洋;程礼;

燃气轮机发电厂小岛运行阶段燃料切换的实现    张爱舟;李江荣;

燃气轮发电机组继电保护配置    陈亮;

微型燃气轮机发电系统直流侧建模方法    董钺;孔力;

分布式发电及其并网技术综述    刘杨华;吴政球;涂有庆;黄庆云;罗华伟;

分布式能源系统中燃气轮机热电联产运行方式的优化    马婉玲;丁明;吴红斌;包敏;

分布式供能系统的定义及其内涵    杨晚生;郭开华;

基于(火积)与熵产分析的最优相变温度研究    陈彦龙;王馨;滕小果;

物联网技术在分布式能源系统中的应用    李世兴;王宏;王颖;苑明哲;

分布式能源系统与地源热泵耦合的系统研究    康书硕;李洪强;蔡博;霍培娜;朱彩侠;张国强;

与冰蓄冷相结合的大温差风机盘管的系统性能研究    周尤涛;王瑾;王素英;

燃气空调及其应用    戴永庆;耿惠彬;蔡小荣;

分布式冷热电联产优化设计研究    吴大为;王如竹;吴静怡;魏会东;

一种“总线式”复合中央空调系统    郜义军;韩宗伟;李先庭;石文星;张小芬;

分布式供能系统的发展及在无锡地区应用初探    李静;陆明刚;

第三次工业革命背景下对智能电网的再认识    吴安平;

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

新型分布式供能系统热力特性研究    王锡

区域客户端能源综合需求侧管理理论及应用研究    王永利

蒸汽型双效溴化锂吸收式热泵机组性能及优化研究    杨筱静

分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究    林世平

分布式冷热电联产系统的多目标热力学优化理论与应用研究    吴大为

大型公共建筑节能诊断与评价技术体系研究    赵靖

楼宇级冷热电联供系统优化及多属性综合评价方法研究    王江江

分布式冷热电联供系统全工况特性与主动调控机理及方法    陈强

冷热电联供系统集成机理研究及全工况性能优化    蒋润花

北京市CBD核心区热电冷联产系统优化配置研究    梁丽君

三级恒温沼气冷热电联供系统的构建与优化研究    冯永强

夏热冬暖地区大型办公建筑能耗影响因素研究    王春雷

分布式电源的并网策略与协调控制    雷珽

分布式冷热电三联供系统集成优化研究    谈孜超

楼宇热电冷联供系统的节能分析与应用研究    刘长军

生物质燃气分布式供能系统的控制研究    池里杰

含分布式发电的配电网网损研究    涂有庆

推广直燃机对西安城市燃气可持续发展的影响    汪弋

内燃机热电联产系统的变工况特性研究    何晓红

燃气供热的现状与展望    李先瑞,刘笑

吸收式制冷系统动态模型的分析与建立    王磊,陆震

坚强智能电网——服务国家碳减排目标    吴鹏;单葆国;葛旭波;顾宇桂;赵静;

坚强智能电网发展方式及其效益研究    白建华;

建设智能电网相关主体间关系分析    徐解宪;刘劼祎;董燕;

蓄能技术新概念——制冷/制热潜能储存技术    徐士鸣

发达国家微网政策及其对中国的借鉴意义    程军照;李澍森;冯宇;陈晓燕;凡勇;左文霞;石延辉;

中国微网标准体系研究    韩奕;张东霞;胡学浩;梁才浩;程军照;梁惠施;

分布式发电技术    丁明,王敏

黄浦区中心医院“热、电、冷”三联供工程设计及实践    郑国耀,李道林,张时飞

关于分布式能源系统的思考    蔡睿贤,张娜

分布式能源系统将引领用能革命    张泽;

关于分布式能源系统    朱成章;

国内分布式能源系统的优化研究进展    马志刚;文雅;金晶;刘颖绮;黄尚平;张殷;李生虎;

浅析天然气分布式能源系统的设计要点和应用范围    刘小琳;刘旭升;

浅谈天然气分布式能源系统应用    郭立军;

分布式能源系统在某现代商城应用的可行研究    于丹,吴君华,曹勇,李德英

基于分布式供能技术的能源系统    闫顺林;黄兴;邓博;冉鹏;王鹏;

分布式能源系统的研究现状    姚景州;曹小林;

西部多能源互补利用的分布式能源系统方案探讨    齐学义;季炜;董士奎;江良荣;

天然气与分布式能源系统的应用    李志敏;

基于多目标规划的多能互补分布式能源系统优化决策方法研究    任洪波;吴琼;班银银;杨健;

基于区域分布式能源系统的智能微网能源管理    刘惠萍;

分布式能源系统的开发和利用前景    张秋耀;

分布式能源系统及其在海洋石油工业的应用    刘肃力;

广东省分布式能源系统重点实验室启动    记者罗志君

能源问题带来黄金商机    记者 邱登科

着力开展分布式能源系统研究    本报记者 杜姝文

天然气分布式能源系统效率高    记者 张克 通讯员 闫觅

节能率有望达到40%    记者 黎铁桥

分布式能源系统将成新宠    

大力推广天然气分布式能源系统    本报记者 顾磊

分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究    林世平

区域客户端能源综合需求侧管理理论及应用研究    王永利

分布式能源系统的热力学分析与优化    李海涛

西部多能源互补利用的分布式能源系统供热子系统分析    季炜

分布式能源系统的分析及优化    何源

基于广东公共建筑的分布式能源系统的优化设计及经济性分析    梁哲诚

含蓄冰空调的楼宇分布式能源系统优化    党晓婧

分布式能源系统适应条件及配置的研究    高思静

基于远程热输送系统的分布式能源系统研究    王欣欣

小型分布式能源系统的优化设计    刘艳丽

自用楼宇型天然气分布式能源系统经济优化的动态模拟与分析    李佩

分布式能源系统蓄能方案优化分析    冯帅