357-基于热电负荷曲线的热电联产系统的计算机模拟和优化.pdfVIP

基于热电负荷曲线的热电联产系统的计算 机模拟和优化 中信建筑设计研究总院有限公司 金碧辉 摘 要：热电联产系统因其复杂性和不确定性，使系统的优化设计存在较大困难。文中 通过建立线性规划模型，使用Excel Solver 和Marco 进行求解，提出简易的热电联产系统 的模拟优化程序。通过使用该程序对不同类型热电联产系统的分析研究，微型涡轮机在综合 考虑年运行费用和碳排放上优于燃料电池和斯特林发动机。 关键词：热电联产系统；线性规划模型；模拟优化程序 Computer modelling and optimization of CHP plants using load profile CITIC General Institute of Architectural Design and Research Co., Ltd Jin Bihui ABSTRACT:CHP system has problems in optimization design of the system due to its complexity and uncertainty. By establishing a linear programming model, and then solve the model using Excel Solver and Marco, a simple computer modelling and optimization program is proposed. Research analysis among three different types of CHP systems is carried out. When taking both annual cost and carbon emission into account ，micro turbine is better than fuel cell and Stirling engine. Sensitivity analysis have been done based on the micro turbine CHP system, it can be found that specific capacity cost, fuel cost and electricity import cost have significant impact on the annual cost of CHP system. KEY WORDS:CHP system; linear programming model; computer modelling and optimization program; sensitivity analysis 0 引言 热电联产（CHP）系统是一种能够同时生产热能、电能或机械能的系统，是传递热量和 电能的最有效的方式 [1-2] 。热电联产系统能够回收利用传统的独立电热生产方式中的废气， 通过这些废气的再利用，热电联产系统的效率能够达到90%以上，从而达到 15%到40%的大 [2-4] 幅度节能 。在设计供热、制冷或通风系统之前，需考虑如何避免系统规模过大或过小， 以及系统的经济效益。热电联产系统通常与电网相连，并且有备用热源提供热量，系统规模 几乎不受负荷供应的影响，短缺或额外的电力可以输入或输出到城市电网。因此，对于热电 联产系统来说，经济效益成为热电联产系统规模设计中优先考虑的方面。在实际情况下，由 于供能负荷分布和能源价格结构的不同，热电联产系统的热电比规模设计逐渐成为一个复杂 的问题。 为了解决热电联产系统规模设计问题，本文通过Excel Solver 和Marco 提出一种简易、 金碧辉，男，1993 年5 月，助理工程师，中信建筑设计研究总院有限公司，武汉市江岸区四唯路8 号，430014， 575673349@ ，湖北省仙桃市人，诺丁汉大学，绿色建筑技术。 方便的程序来设计合适规模的热电联产系统。该程序能够通过实际供能负荷曲线来模拟 设计热电联产系统规模从而得出最佳经济效益的结果。 1 研究方法 1.1 简述 热电联产系统在经济、运营环境和提高能源综合利用效率方面有很多优势。电力和 供热需求的良好平衡是理想的热电联产系统状态[3] 。然而，负荷需求