1.1 选题的目的及意义

人类的每一次发展进步都离不开能源，然而伴随着人口数量的增加，能源短缺、环境污染等一系列问题逐渐成为制约当今世界经济和社会发展的重要因素。在我国不可再生能源的消耗占比中煤炭占所有消耗量中的66%、石油占所有消耗量中的18%、然而污染物排放量最少的天然气仅占6%，而世界的平均水平是燃煤比例为26．5%。我国由于煤炭消耗所占比重过高，导致我国碳排放总量占全球范围碳排放总量的1 /4。不仅是二氧化碳，煤炭、燃料油等燃烧产生大量硫氧化物、氮氧化物以及大量固体颗粒物的排放，导致近年来我国频出现酸雨和雾霾天气。调整能源消费结构已成为我国当前面临的紧迫问题。天然气作为清洁高效的地毯能源，其快速发展可有效改善环境，减少二氧化碳排放、优化能源结构，尤其是燃气冷热电三联供可实现能源梯级利用，具有输配电损耗低、能效利用高、供能安全可靠、节能环保及个性化强等优点，成为现阶段能源发展的一大热点。国家发改委发布的《关于加快推进天然气利用的意见》中提出要大力发展天然气分布式能源示范项目。燃气冷热电三联供项目由于处在我国油气和店里体制改革机遇期，且与生物质、风能、太阳能、地热能、余压余热余气等能源形式耦合互补，在未来必将得到迅速发展。

武汉属北亚热带季风性湿润气候，雨量充沛、日照充足、夏季酷热、冬季寒冷。地处内陆、距海洋远，地形如盆地故集热容易散热难，河湖多故夜晚水汽多，加上城市热岛效应和伏旱时副高控制，十分闷热，是中国四大火炉之一，夏天普遍高于37℃，极端最高气温44.5℃。初夏梅雨季节雨量集中，年降水量为1100毫米。因此夏天冬天空调都必不可少，湿气还很重。在我就读的武汉理工大学余家头校区，因为地处武汉较为中心地带，情况也是如此：夏天无比闷热，不开着空调难以入睡；而冬天没有暖气供应，较为阴冷，也需要空调来制热。但是目前的供能方式效率较低，仅仅是使用发电厂供电驱使空调等制冷或制热。与之相对应的，与传统的集中供能方式相比，分布式冷热电联供作为一种新兴的能源结构，具有节约能源、环保性好、启停灵活等优点．

分布式能源的起源可追溯到二十世纪的80年代。早在1982年，美国纽约出现了以工厂余热发电满足自身及周边建筑热负荷的需求，成为分布式能源最早的雏形。以后，热电联供（CHP）进一步发展起来，成为了长期历史验证的可靠的技术，主要应用于大型电厂和工业领域。后来，当热源驱动的吸收式制冷饥发展起来，发电后余热除供热外还可用于建筑空调或工业制冷，冷热电三联供（CCHP）得到了发展，一次能源利用效率进一步最高可达到95%以上。

所谓“分布式能源系统”是指分布在用户端的能源综合利用系统，是一直种直接满足用户多种需求的能源梯级利用系统，旨在结合电力、热力和制冷等技术，使每一级能源发挥最大效用。通过多种渠道生产能源，通过分散式生产、大电网统筹的方式，实现能源的多渠道供应和多层次开发，“藏能于民”，是分布式能源的核心理念。分布式能源系统并不是简单地采用传统的发电技术，而是建立在自动控制系统，先进的材料技术，灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染排放，灵活方便，高可靠性和高效率的新型能量生产系统。

1.2 国内外的研究现状分析

1.2.1国外研究现状分析

冷热电三联供在国外已有30多年发展历史。Mago, PJ 和Chamra,LM 对CCHP系统按照电力负荷(FEL)和热负荷(FTL)策略运行，并根据一次能源消耗(PEC)、运行成本和二氧化碳排放(CDE)进行评估和优化。其研究还包括对CCHP系统在运行过程中遵循混合电热负荷(HETS)优化运行策略的分析和评估。结果表明，采用任何优化准则运行的CCHP系统比不采用任何优化准则运行的CCHP系统具有更好的性能。结果还表明，高温超导系统是CCHP系统运行的一个很好的选择，因为它可以很好地降低PEC、成本和CDE。

Yaser Kialashaki提出了一个线性规划优化模型，用于CCHP系统的最佳规划和规模。该模型的目的是通过在经济观点同时考虑电冷却器和吸收式冷却器来给出CCHP系统的设计。并在德黑兰进行了一项数值研究，以评估CCHP系统模型。线性规划（LP）模型通过考虑系统的资本成本来确定CCHP设备的最佳尺寸。其表明，通过考虑电力回购，电气冷却器的最佳尺寸减小，并且在没有电力回购的情况下，热电联产（CHP）单元和吸收式冷却器的最佳尺寸显着增加。此外，LP模型通过忽略资本成本来确定系统的最优运营策略。与仅包含电冷却器的CHP系统相比，包含电气和吸收式冷却器的最佳操作的CCHP系统可以使运行成本降低18％。

Baniasad Askari和M. OukatiSadeghM. Ameri研究了由锅炉，平板太阳能集热器，吸收式制冷机和储热罐组成的典型的冷却，加热和电力组合（CCHP）系统。 所描述的系统被认为是供应住宅建筑的给定电力，冷却和供暖需求; 加热和冷却需求分别为100和50 kW。 为了找到具有高可靠性，低成本，低油耗和低排放的最佳混合配置，FORTRAN语言的作者提供了计算机程序。 在他们的工作中考虑了不同的燃料价格。 结果表明，最优运行策略随着锅炉和NGG燃料价格的变化而变化，同时也随着太阳能集热器数量，蓄热能力的增加而变化，从而降低了年度总排放量。