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并網(wǎng)型能源微網(wǎng)的優(yōu)化模型及應(yīng)用

2017-10-19 17:22:16 北極星電力網(wǎng) 　點擊量：評論 (0)

摘要：為科學(xué)規(guī)劃設(shè)計并網(wǎng)型能源微網(wǎng)的總體方案，掌控項目的全生命周期過程，提出了一種簡單實用的定性與定量相結(jié)合的綜合分析方法，構(gòu)建了并網(wǎng)型能源微網(wǎng)的優(yōu)化配置模型，建立了天然氣多聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型

4 應(yīng)用分析

本文選取6個項目進行分析，計算參數(shù)和結(jié)果見表1，并與原方案進行對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1)判別式Ⅰ和Ⅷ均可用于校核CCHP的合理性，得到的Pe基本上都比原方案的小，說明原方案未能充分發(fā)揮CCHP滿負(fù)荷高效運行的經(jīng)濟潛力，余熱利用率較低。2)判別式Ⅰ是一個簡單的經(jīng)驗公式，對不同負(fù)荷特征的項目無法區(qū)別判斷，對一些民用建筑類項目估算過高，對熱(冷)電比較大(約大于4)的項目不適用。3)Peavg與設(shè)計電負(fù)荷之比的平均值小于30%。4)判別式Ⅷ適用于不同負(fù)荷特征的項目，也適用于發(fā)電并網(wǎng)上網(wǎng)模式。5)聯(lián)合判別式Ⅵ和Ⅶ可得Pe的取值范圍，可用于機組選型。6)判別式Ⅵ得到Pe的最小值，可用于判斷單臺燃?xì)獍l(fā)電機組容量的合理性。7)對于以熱定電且并網(wǎng)上網(wǎng)的單個工業(yè)企業(yè)類項目，熱電比大，且用電負(fù)荷小，遠遠無法消納CCHP所發(fā)的電力，因此本文優(yōu)化模型不適用。該類項目應(yīng)盡量減少發(fā)電機組容量，或者就近發(fā)展電力直供。

判別式Ⅰ適用于已知小時負(fù)荷而未知年用能量的情況。判別式Ⅷ適用于小時負(fù)荷和年用能量均已知的情況。當(dāng)已知全年逐時負(fù)荷時，可得出基本負(fù)荷，燃?xì)獍l(fā)電機組容量則按最小的基本冷、熱或電負(fù)荷配置，使CCHP可以最長時間滿負(fù)荷高效運行。依據(jù)判別式Ⅵ~Ⅷ，結(jié)合市場上成熟設(shè)備，可以對燃?xì)獍l(fā)電機組的數(shù)量進行優(yōu)化配置，且不宜超過4臺，并根據(jù)負(fù)荷的增長情況分步建設(shè)。從而簡單快速的實現(xiàn)了對并網(wǎng)型能源微網(wǎng)的優(yōu)化配置，如圖3所示。

圖3 并網(wǎng)型能源微網(wǎng)的優(yōu)化模型

Fig. 3 Optimization model of grid-connected energy microgrid

5 結(jié)論

目前，我國不少項目的燃?xì)獍l(fā)電機組配置不合理，難以保證CCHP足夠的滿負(fù)荷高效運行時間，能源效率低，經(jīng)濟效益差，直接導(dǎo)致了項目的失敗。特別是在頂層設(shè)計階段，當(dāng)用戶負(fù)荷難以準(zhǔn)確預(yù)測、無法合理確定基本負(fù)荷時，再加上對能源微網(wǎng)量體裁衣特性以及CCHP的認(rèn)知不足，沒有正確遵循電能自發(fā)自用、余熱利用最大化的原則，常常導(dǎo)致了規(guī)劃方案不合理，建設(shè)規(guī)模過大，初投資過高，資源不匹配，供需發(fā)展不平衡，寶貴天然氣得不到高效利用，最終造成了項目實施過程的復(fù)雜和困難，而已建成的項目則遠遠達不到預(yù)期的經(jīng)濟效益。

本文總結(jié)分析了GCMG量體裁衣的基本特征，根據(jù)CCHP的電能自發(fā)自用、余熱利用最大化的原則，結(jié)合多年實踐經(jīng)驗，提出了一種簡單有效的定性與定量相結(jié)合的綜合分析方法，構(gòu)建了GCMG的優(yōu)化配置模型，建立了CCHP的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，從而得出了燃?xì)獍l(fā)電機組的最佳匹配容量范圍，所有初始計算參數(shù)都相對容易獲取，適用于各種負(fù)荷場景，對各類能源微網(wǎng)、天然氣分布式能源項目均適用，可以合理確定GCMG的總體建設(shè)方案，從源頭上掌控項目的全生命周期過程，能夠最大限度地避免項目失敗、提高靈活操作性、降低初投資、高效配置資源和增加經(jīng)濟效益，具有極強的通用性和實用性，對并網(wǎng)型能源微網(wǎng)、天然氣多聯(lián)供項目的規(guī)劃與實施具有重要的參考價值。

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作者：韋尚正，張兵濤，龐沖，任靜，臧允秀(東旭藍天新能源股份有限公司，北京 100036)

韋尚正（1984-），男，壯族，廣西賀州人，工程師，華北電力大學(xué)（北京）熱能工程專業(yè)碩士研究生畢業(yè)，熱能專業(yè)工程師，從事智慧能源工作。

責(zé)任編輯：lixin

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