離網(wǎng)地區(qū)小型太陽能分布式供能系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源供應(yīng)日益緊張和環(huán)境污染日益嚴(yán)重等一系列問題接踵而來，提高能源利用率和降低污染物排放已成為世界各國普遍關(guān)注的問題。分布式供能系統(tǒng)因其能源利用率高和污染排放低等優(yōu)點而被世界各國廣泛認(rèn)為是能夠有效解決能源和環(huán)境問題的首選。目前國內(nèi)外學(xué)者對分布式供能系統(tǒng)的研究主要集中在以天然氣為主要能源的并網(wǎng)系統(tǒng)上，多數(shù)系統(tǒng)適合應(yīng)用于天然氣供應(yīng)充足的發(fā)達(dá)城市。然而，我國的一些高原、邊防、孤島等偏遠(yuǎn)地區(qū)，氣候惡劣，交通不便，缺乏煤炭和

2、水利資源，居民的日常用電問題很難通過電網(wǎng)輸電或是在當(dāng)?shù)亟⑺娬竞突痣娬镜瘸Ｒ?guī)辦法來解決，只能靠柴油發(fā)電機為用戶提供電力需求。因此，研究新型的能源供應(yīng)系統(tǒng)，開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐那鍧嵖稍偕茉矗瑢鉀Q我國偏遠(yuǎn)地區(qū)居民的日常用電問題和改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳顥l件具有十分重要的意義。太陽能因其存在的普遍性、儲量的無限性及開發(fā)利用的清潔性等獨特優(yōu)勢，成為了最引人注目的清潔可再生能源。但同時太陽能也具有分散性、間歇性和隨機性等缺點，需要與其他能源互為補充。太

3、陽能與傳統(tǒng)分布式供能系統(tǒng)相結(jié)合，一方面可以減少化石能源的消耗，另一方面可以彌補太陽能自身不連續(xù)、不穩(wěn)定的缺點。基于上述背景，本文針對我國遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，設(shè)計了一種以太陽能作為主要能源，柴油作為輔助能源，將太陽能利用技術(shù)和傳統(tǒng)分布式供能系統(tǒng)集成的小型太陽能分布式供能系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　本文首先基于DeST建筑能耗模擬軟件和日本三聯(lián)供設(shè)計手冊中小時能源負(fù)荷分?jǐn)偙壤▽δ尺叿郎谒谀?、敦煌、南海孤島三個地區(qū)全年的逐

4、時冷、熱、電及生活熱水負(fù)荷進(jìn)行了模擬計算。其次針對三個地區(qū)目標(biāo)建筑的不同負(fù)荷特性，相應(yīng)地設(shè)計了三種小型太陽能分布式供能系統(tǒng)，分別為三個地區(qū)的用戶提供電能和熱（冷）能，對系統(tǒng)的構(gòu)成和工作過程進(jìn)行了分析，并建立了系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備的熱力、經(jīng)濟和污染排放模型。然后以全年運行工況為周期，建立了以經(jīng)濟、能源、環(huán)境綜合效益最大為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型?；诮?jīng)濟性、節(jié)能性和減排性三個權(quán)重因子的不同取值，每個系統(tǒng)得到三種權(quán)重方案，對三個地區(qū)的三種權(quán)重方案進(jìn)行了

5、優(yōu)化計算，得到了各方案的最優(yōu)配置和最佳運行策略。再次分析了太陽能利用設(shè)備的單位成本和當(dāng)?shù)氐哪茉磧r格對小型太陽能分布式供能系統(tǒng)性能的影響，分析結(jié)果表明:隨著太陽能集熱器和光伏電池板成本的降低以及當(dāng)?shù)夭裼蛢r格的升高，小型太陽能分布式供能系統(tǒng)的經(jīng)濟、能源、環(huán)境綜合效益越好。最后從節(jié)能性、減排性和經(jīng)濟性三方面對不同地區(qū)各方案的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了評價分析。分析結(jié)果表明:與傳統(tǒng)分供系統(tǒng)相比，小型太陽能分布式供能系統(tǒng)在解決我國遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)居民的生活