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我国南方地区燃气轮机分布式供能系统的研究

作　者: 刘爱国
导　师: 肖云汉；张士杰
学　校: 中国科学院研究生院（工程热物理研究所）
专　业: 环境工程
关键词: 分布式 热电冷联供 优化配置 优化运行
分类号: TK473
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 417次
引　用: 16次
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内容摘要


分布式供能技术综合能源利用率高,对节能减排、提高供电安全和应急能力、减小电网峰谷差等都具有重要的意义。随着经济社会的快速发展,我国南方地区能源消费巨大,电网负荷峰谷差大,分布式供能技术的发展可以为这些问题提供解决方案和技术支撑;由于南方地区气温高湿度大,分布式供能系统只能在制冷季运行,且燃气轮机性能受环境温度影响较大,加之不同的价格体系,南方地区分布式联供系统的配置规律及特点也与其他地区不同。针对上述问题,本文在发展的系统优化配置和运行技术基础上,对我国南方地区开展基于燃气轮机的高效分布式热电冷联供系统的研究。本文首先建立了考虑部分负荷率、环境温度对燃气轮机性能影响及主要设备最大、最小出力限制的分布式联供系统单元模型和不同形式的分布式联供系统模型,发展了可实现离散设备台数和容量优化、带蓄能装置的分布式联供系统优化配置方法。应用上述优化配置方法,针对我国南方地区气候特点及能源价格体系,对办公楼、商场、医院和宾馆四类典型城市建筑用户负荷特征,分别比较了由微型燃气轮机和小型燃气轮机为主机组成的分布式联供系统的适用性,研究溶液除湿空调对系统的影响。之后进一步分析了并网经济最优、并网以冷定电、并网可售电等多种运行方式,以及南方地区能源价格体系对分布式联供系统节能性和经济性的影响。研究结果表明,除办公楼外,由微型燃气轮机和小型燃气轮机为主机组成的分布式联供系统经济性相当,且均具有较好的经济性和优越的节能减排、调峰性能,除湿空调适宜在南方地区应用推广。但为了进一步提高分布式供能系统在南方地区的综合竞争力,还需要制定合理的能源价格体系。研究结果也验证了模型和求解方法的有效性。本文的工作和结论可以为分布式供能技术在南方地区的发展潜力评估、突破点选取、综合效益评价提供有一定价值的参考。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第一章 引言  11-21
  1.1 课题的背景及意义  11-16
    1.1.1 分布式热电冷联供系统及国内外发展概述  11-13
    1.1.2 分布式供能技术对南方地区的意义  13-15
    1.1.3 分布式供能系统在我国尤其是南方地区存在的问题  15-16
  1.2 国内外研究现状  16-19
  1.3 本文的主要工作和内容  19-21
第二章 分布式联供系统模型及优化方法  21-43
  2.1 分布式联供系统关键设备模型  21-28
    2.1.1 燃气轮机  21-23
    2.1.2 烟气吸收式机组  23-24
    2.1.3 电动压缩式机组  24-25
    2.1.4 余热锅炉和燃气锅炉  25
    2.1.5 除湿空调  25-27
    2.1.6 蓄能装置  27-28
  2.2 分布式联供系统主要设备投资、运行费用及排放特性  28-30
    2.2.1 初投资成本  28-29
    2.2.2 主要设备运行维护费用  29-30
    2.2.3 排放特性  30
  2.3 分布式联供系统优化运行与优化配置问题求解方法  30-36
    2.3.1 优化运行问题和求解方法  30-34
    2.3.2 优化配置问题  34-36
  2.4 算例研究──模型及优化方法的验证  36-42
    2.4.1 计算参数  36-38
    2.4.2 计算结果及分析  38-42
  2.5 本章小结  42-43
第三章 我国南方地区分布式联供系统优化配置研究  43-59
  3.1 分布式联供系统应用条件分析  43-48
    3.1.1 典型建筑物选取及其负荷  43-45
    3.1.2 分布式联供系统配置形式  45-46
    3.1.3 外部应用条件  46-48
  3.2 分布式联供系统优化配置研究  48-54
    3.2.1 优化配置结果  48-51
    3.2.2 节能环保及调峰特性分析  51-53
    3.2.3 气价对分布式联供系统的配置及经济性的影响  53-54
  3.3 除湿装置的影响  54-56
  3.4 本章小结  56-59
第四章 分布式联供系统运行方式研究  59-73
  4.1 并网经济最优方式  59-65
    4.1.1 商场  59-62
    4.1.2 宾馆  62-64
    4.1.3 经济最优方式概述  64-65
  4.2 并网以冷定电方式  65-68
    4.2.1 商场  65-66
    4.2.2 宾馆  66-68
  4.3 并网多余电力上网方式  68-69
  4.4 三种运行方式的比较  69-71
  4.5 本章小结  71-73
第五章 关键外部因素敏感性分析  73-81
  5.1 天然气价格及购电价格敏感性分析  73-77
    5.1.1 天然气价格的影响  73-75
    5.1.2 购电价格的影响  75-76
    5.1.3 气价和电价的综合影响分析  76-77
  5.2 上网电价的影响  77-79
  5.3 本章小结  79-81
第六章 总结及展望  81-85
  6.1 结论  81-83
  6.2 展望  83-85
参考文献  85-89
硕士研究生期间发表的学术论文  89-90
硕士研究生期间参加的科研项目  90-91
致谢  91

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 内燃机 > 燃气轮机（燃气透平） > 构造
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