摘 要

近年来随着经济的快速发展，化石能源的大量消耗导致二氧化碳等温室气体和含硫、磷等元素的具有空气污染的气体大量排放，对全球环境造成了不小的负担，故环境问题和能源问题越来越受到世界各国的重视。分布式能源自问世以来，经过多年发展，逐渐发展为CHP、CCHP系统，实现了能量的梯级利用，节能效果更好，得到了世界各国的重视。

本文利用TRNSYS能耗模拟软件对武汉地区一宾馆建筑进行了全年逐时负荷模拟，选择了燃气轮机和溴化锂机组的分布式能源系统，同时基于该系统建立了“以电定热”和“以热定电”两种运行方案，在TRNSYS软件中建立了系统的运行系统，然后对系统进行了模拟，然后以年总运行费用建立了数学模型。对两种运行方案下的结果进行比较，系统在“以热定电”运行方案下的年总运行费用较小。

关键词：分布式能源；运行方案；优化研究

Abstract

In recent years, with the rapid development of economy, the massive consumption of fossil energy has led to the emission of greenhouse gases such as carbon dioxide and gases with air pollution such as sulfur and phosphorus, which has caused a great burden on the global environment. Therefore, environmental problems and energy problems have been paid more and more attention by all countries in the world. Since the advent of distributed energy, after years of development, it has gradually developed into CHP and CCHP systems, realizing the cascade utilization of energy, with better energy-saving effect, which has attracted the attention of all countries in the world.

In this paper, TRNSYS energy consumption simulation software is used to simulate the hourly load of a hotel building in Wuhan. The distributed energy system of gas turbine and LiBr unit is selected. Based on the system, two operation schemes of "heating by electricity" and "heating by electricity" are established. The operation system of the system is established in TRNSYS software, and then the system is simulated The mathematical model is established based on the annual total operating cost. Compared with the results of the two operation schemes, the total annual operation cost of the system under the operation scheme of "power by heat" is smaller.

Key Words：distributed energy; operation scheme; optimization researc

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外分布式能源发展现状 3

1.2.1 分布式能源的起源 3

1.2.2 国外分布式能源发展现状 3

1.2.3 国内分布式能源发展现状 4

1.4 本文研究内容与方法 5

第二章 TRNSYS模拟软件介绍及经济性评价指标 7

2.1 TRNSYS 软件简介 7

2.1.1 TRNSYS 组成 7

2.1.2 Simulation Studio 7

2.1.3 TRNSYS 模拟引擎 8

2.2 TRNSYS 仿真部件 9

2.2.1TRNSYS仿真介绍 9

2.2.2 模块的组成 10

2.3经济性评价指标 12

第三章 宾馆建筑逐时冷热电负荷模拟 14

3.1 负荷模拟软件介绍 14

3.2天气文件读取软件介绍 14

3.3 宾馆建筑负荷模拟计算 15

3.3.1宾馆建筑负荷模拟输入参数 15

3.3.2 宾馆建筑基本信息 15

3.4宾馆建筑逐时负荷模拟结果 19

3.5宾馆建筑负荷特征分析 19

4.1 分布式能源系统原理 20

4.2 分布式能源系统设备性能研究 20

4.2.1 燃气轮机性能分析 20

4.2.2 蒸汽型溴化锂机组性能分析 23

4.3 运行方案设计与建模 26

4.3.1“以热定电”运行方案 26

4.3.2“以电定热”运行方案 27

4.4 设备容量配置及参数设定 28

5.2 宾馆建筑分布式能源系统经济性分析 33

第六章 结论与展望 34

6.1 结论 34

6.2 展望 34

参考文献 36

致谢 37

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

现在限制社会发展的一个重要关键问题就是能源问题。而能源是现在推动人类进步的重要因素，推动着经济发展，是使国民经济稳定增长的物质基础。众所周知，化石能源是不可再生资源，而且现在世界上能源需求越来越高，故怎样节约能源、提高能源利用率是现在世界各国都保持高度关注的问题。人们消耗能源发展经济，经济水平虽然得到了提高，人均收入、国家GDP都得到了稳步增长，但是在经济发展的背后是一些其他问题的产生，比如工业废气排放不达标造成的空气污染，如酸雨的产生；化石能源过度使用，二氧化碳排放超标导致的温室效应；工业建筑、民用建筑等在建造时过度毁坏植被而导致的沙尘暴、雾霾等问题。以我国为例，我国是世界上人口最多的国家，并且由于建国时间不长，国家现在还处于发展中阶段，目前国家还处于大力建造社会基础设施的发展阶段，在这个过程中就需要消耗大量的能源，由于现在世界上能源结构以化石能源为主，所以导致了我国的化石能源消耗量巨大，而化石能源的大量消耗就导致了二氧化碳等温室气体大量排放，并且引发了一系列环境问题，比如北京等地严重的雾霾天气。这些问题的产生一方面对人们在生活造成了许多不便之处，另一方面对经济的发展造成了许多不便之处。由于环境问题是世界上所有国家现在面临的公共问题，所以现在世界上各个国家都对这方面高度关注。对于如何解决这方面问题，就需要从根本上入手，即减少化石能源的消耗，由于能源需求量不变，目前随着科学技术的发展，人们已经发明了风力发电机、太阳能光伏电池板等能够有效利用风能、太阳能等能源的设备。由于这些能源属于清洁能源和可再生能源，对环境的污染较少，所以我们可以大力发展。同时还可以对现有的能源结构进行合理的优化，尽最大可能减少化石能源的比例，优化研究能源使用设备以达到提高能源的使用效率的目的。为了实现可持续发展的目标，这是世界发展过程中不可缺少的一环，也是现在我们必须解决的问题。

我国虽然自改革开放以来，经济得到了快速发展，但是相对于美国、英国、日本等发达国家而言，我国的经济发展时间还是很短暂的，所以我国目前还处于发展中阶段。所以我国和其他发展中国家一样，由于发展时间较短，经济水平不高，所以我国在能源利用和新能源开发等方面与欧美等发达国家之间还存在的不小的差距，而在此同时一些问题也随之产生。例如：在经济发展过程中，代表着全国百废待兴，基本上一切从零开始，不仅需要大力发展基础设施建设，还要积极发展科学技术，发展军事，这些一切的一切不仅需要人才，而且是建立在消耗大量能源的基础上的，而当时能源利用率低，就需要开采更多的能源量来满足能源需求，导致自身的能源储备迅速消耗，在一段时间后就造成了资源枯竭，这是就需要通过进口来弥补能源不足的问题。同时随着经济的快速增长，能源需求也越来越大，当自身的能源系统不足以提供足够的能源时，就会造成能源价格上升的情况，使的能源支出迅速增加，延缓经济发展的速度。由于我国山区较多，在建设电网等能源传输路线时大多都是依山而建，这时如果发生雪灾、地震等灾害时，其维护就是一个很大的问题。如在2008年发生的全国性特大雪灾中，全国由于电网上积雪严重，多个地区断电，但是由于电网全在山上，很多地方道路崎岖，需要人力扫雪，难度巨大、任务重。这不仅对人民的生活造成了严重影响，而且还对全国的经济发展造成了严重的打击。而且在经济发展初期，大量开采煤矿等化石能源，对地形地貌改变巨大，同时没有特别注重排放尾气达标的问题，空气污染严重，如山西等煤矿大省现在环境污染问题严重。