分布式冷热电联供系统全工况性能优化及主动调控机理研究

Distributed CCHP systems with its energy saving and environmental protection has become one of the preferred technology of China's energy-saving emission reduction. However, the existing CCHP systems have poor matching performance of various subsystems, and it often run at off-design, so the annual thermal performance and economic of systems become deterioration. The off-design characteristic will be investigated in this project. Multi-objective evaluation criteria will be established including thermal performance, CO2 emissions and economy. We will explore the association between parameters and the targets. According to various subsystems coupling modes, dynamic load characteristic，environment and so on, the off-design performance of CCHP systems will be optimized, such as structural configuration, operation strategies. The Grey Relational Analysis will be adopted to find out the key factors infecting the off-design performance of CCHP systems. The optimal operation modes will investigate using Analytic Hierarchy Process. Using active solution energy storage modes, we will explore regulation mechanism of CCHP systems. It can ensure energy supply balance and regulate performance. The comprehensive energy cascade utilization will be achieved.

分布式冷热电联供系统以其节能和环保优点成为我国节能减排的首选技术之一，但现有的冷热电联供系统存在各子系统性能匹配差、系统经常处于变工况运行等问题，导致系统全年的热力性能与经济性恶化。本项目研究冷热电联供系统全工况特性，建立集热力性能、CO2减排和经济性为一体的多目标评价准则，找出各目标间的关联参数；根据各子系统耦合方式、负荷结构动态特征和环境等影响因素，优化冷热电联供系统全工况性能，如结构配置、运行策略等，采用灰色关联法找出影响冷热电联供系统全工况性能的关键因素，采用多层次分析法，探寻冷热电联供系统最优运行方案；采用溶液蓄能的主动蓄能模式，探寻系统性能调控机理，保证能量供应平衡，起到系统性能调节作用，实现能的综合梯级利用。

分布式冷热电联供系统以其节能和环保优点成为我国节能减排的首选技术之一，但现有的冷热电联供系统存在各子系统性能匹配差、系统经常处于变工况运行等问题，导致系统全年的热力性能与经济性恶化。本项目针对上述问题，深入研究了分布式冷热电联供系统全工况特性优化及主动调控机理，探寻了影响系统性能的关键因素，获得了全面的分布式冷热电联供系统全工况特性规律，并对 50kW和MW 级内燃机冷热电联供系统展开实验研究。建立了集热力性能、CO2减排和经济性一体多目标评价准则，根据运行策略、燃料种类和制冷方式的不同，对各个方案进行多目标评估，探寻了系统最佳集成方案。研究蓄能系统与冷热电联供系统集成，探寻了冷热电联供系统调控机理与方法，揭示了蓄能调控对分布式冷热电联供系统能量转换过程的影响和全工况特性强化机理。分析了主动蓄能模式，揭示了溶液蓄能/释能机理，调控了分布式冷热电系统全工况性能，使得冷热电联供系统安全稳定运行并提高了能源综合利用率，系统一次能源利用率达85.57%，相对节能率为26.87%，总的投资节约率为30.55%。这些研究成果为分布式冷热电联供系统的推广和应用提供了重要的理论基础和技术支持，为低碳经济的可持续发展方式提供了新思路和新途径。.本项目顺利完成研究目标，超额完成了预期成果：发表高水平论文8篇，其中被SCI检索论文5篇（3篇SCI一区，2篇SCI二区），EI检索1篇，国内核心期刊1篇；申请发明专利6项（目前授权1项），授权实用新型专利2项；协助培养毕业博士研究生2名，参加国内学术会议3次，国际学术交流1次。