08 蓄热式供热系统热特性模型建立及其应用研究.pdfVIP

供暖 第21届暖通空调制冷学术年会（2018）文集 Heating 蓄热式供热系统热特性模型建立及其应用研究 郑进福，周志刚，赵加宁，王晋达 （哈尔滨工业大学，建筑学院，哈尔滨150090 ） ［摘 要］在热电联合系统中，利用供热管网热惯性提高热电机组灵活性被认为是一种有效提高新能源利 用率的方式。为了利用供热管网的热惯性，本文构建了蓄热式供热管网的热特性模型，分析供热管网的动态温 度分布。利用所建立的蓄热式供热管网的热特性模型与热电联合优化运行模型相结合，分析供热管网热惯性对 提升热电机组灵活性和新能源利用率的有效性。案例分析表明，通过调节蓄热式供热系统的供回水温度，实现 了利用供热管网热惯性减少弃风电的目的，风电的弃风率由原来的 8.3% 降低到 0.07% ，基本上消纳了全部风电， 验证了所提出的蓄热式供热管网热特性模型在新能源利用方面的有效性。 ［关键词］热电联合系统；供热管网；热惯性；风电消纳；运行调节 0 引言 1 （ ）流体为理想流体； 近几年为了应对全球能源和环境的危机，可再 2 （ ）水力工况保持恒定； 生能源产业得到快速的发展。以风电为例，在 2016 3 （ ）忽略水力扩散、热力扩散以及轴向热传输。 年，中国风电的装机容量达到了 146GW，大约占全 1.2 热源 球风电装机容量的 34.7%。但是由于强烈的“热电 因为热电联合机组（CHP ）能够高效地同时产 耦合”，热电机组的调峰能力受到严重的限制，导 生热和电，所以 CHP 被广泛地应用；目前在中国， 致出现了大量的弃风。因此提高热电机组的灵活性 大约 62.9% 的供热由 CHP 提供。图 1 展示了抽凝 可以有效地减少弃风。许多研究证实，通过配置电 式机组的热电特性，从图中可以看出热电机组的运 锅炉 [1, 2] 、热泵 [3] 和储热罐 [4, 5] 可以有效的提高热电 行工况由图中四边形区域内的某一点表示，所以也 机组的灵活性，但是使用这些设备需要额外的投资， 可以看出 CHP 的产热量和产电量相互耦合。本文的 这也是目前阻碍这些设备使用的一个主要原因。因 CHP 模型采用凸函数法进行建立 [8] ，凸函数法的原 此，越来越多的研究者研究利用供热管网 [6] 和建筑 [7] 理是 CHP 的运行工况点和运行费用可以由图中角落 的热惯性提高热电机组的灵活性。供热管网容积巨 点（A 、B 、C、D ）进行联合表示，其详细的建模 大，保温性能好，具有较高的热惯性，可以将其抽 过程可以参考文献 [8]。 象为一个巨大的储能系统，称之为蓄热式供热系统。 Pchp 4 4 为了利用供热系统的热惯性，平移供热机组的热出 250 D(Q , P ) 3 3