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楼宇三联供系统设备容量与运行策略集成优化研究
霍小亮
摘要:研究一套联供系统的最佳设备容量与最优运行策略。该联供系统包括燃气内燃机、双
效溴化锂吸收式制冷机及燃气锅炉。考虑到经济性、节能性、环保性这三个联供系统性能评
价指标,建立了以年运行费用最小为目标函数的非线性最优化模型。并以##某宾馆为例,
应用该优化模型,运用 LINGO 专业优化软件进行求解,得到了适合于该宾馆的三联供系统
的最佳设备容量与最优运行策略。结果表明,该优化模型具有很好的经济性、节能性和环保
性。
关键词:冷热电三联供;最优化;吸收式制冷机;运行策略;燃气内燃机
楼宇分布式供能系统(BCHP)是一种日益重要的建筑供能方式,它
可以在发电的同时利用废热,达到能源的梯级利用,提高总的能源利用效
率。
由于楼宇建筑能耗特性比较复杂,冷热电负荷随时间变化波动比较大
这使得三联供系统在确定设备容量和运行策略时比较困难。文献
[1]
,
[2]
等
研究了联供系统的设备配置与运行优化方法。然而大部分研究成果都没有
考虑 CHP 设备在部分负荷下的运行状况,且只考虑经济性因素的居多。
部分文献也谈到了节能性和环保性,但都没有把这些指标体现在优化模型
中,只是在整体上说明,不能很好的体现三联供的优越性。本文建立了以
年运行费用最小为优化目标的联供系统非线性优化模型。该模型充分考虑
了经济性、节能性和环保性评价指标,以及燃气内燃机的部分负荷特性。
并把该模型应用到##某宾馆建筑,应用 LINGO 专业优化软件进行求解,
得到了最优的系统设备容量和最优运行策略。具有较好的经济性、节能性
和环保性。
1. BCHP 系统结构
本文研究的三联供系统(如图 1)由燃气内燃机、双效溴化锂吸收式
制冷机和燃气锅炉等设备构成。燃气内燃机作为系统原动机不但启动快、
启动能耗小、部分负荷性能好,而且规格齐全、价格低廉、安全可靠。吸
收式制冷机、空调热负荷和热水负荷可采用从燃气内燃机回收的低品位热
源作为驱动源,不足负荷用燃气锅炉来驱动。空调热负荷与热水负荷通过
换热器来获得热量,为了体现节能性和环保性指标,假定公用电网由燃气
电厂供电。分供系统(如图 2)的电负荷完全由公用电网供给,空调冷负荷
也由吸收式制冷机供给。热水负荷和空调热负荷由燃气锅炉通过换热器热
Word.