文献综述(或调研报告):
计及低温余热利用的综合能源系统建模文献综述
摘要:综合能源系统相比于传统的供电大电网,在能源利用率,环境友好性方面具有显著优势;采用微型燃气轮机作为供能装置,可满足大部分电负荷的同时满足一定热负荷,实现热电联产;由于燃料电池(SOFC)具有能量密度高,负荷响应快等优点,可用于综合能源系统中的辅助供能;综合能源系统采用先进控制算法,根据用户负荷响应,调节燃气轮机燃气及燃料电池燃料供给量,维持电网电压恒定,实现平稳供电。微型燃气轮机排气温度可造成一定的余热损失,通过有机朗肯循环系统与微燃机系统耦合,烟气余热作为热源,实现余热回收利用,提高能量利用率。
1. 前言
(能源现状,综合能源系统优势)
能源是人类发展进步的基石,目前人类所取得的大部分进步及成就建立在能源产业基础上;随着工业的发展,化石燃料被大量开采利用,但这种高耗能的发展方式,使得化石燃料资源枯竭,及环境污染的问题日益严重。这些问题同样制约着中国的发展。综合能源系统作为一种灵活的系统终端,与传统电力系统相比具有诸多优点;当前技术条件下,风电,光电等可再生资源具有间歇性不确定性等特点,接入传统电网会会造成一定的冲击,存在一定风险;综合能源系统兼具多能互补,调峰调频等功能,可以一定程度上克服新能源利用存在的风险,达到较好的节能减排的效果。综合能源系统还可以引入压缩机,膨胀机,热泵等制冷制热设备,实现冷热电三联产,较好的满足当代人们的基本生活需求,提高能源利用率;此外,综合能源系统可引进人工智能,物联网等新型信息化技术,较好的运用先进控制策略,提高供电系统鲁棒性,更好的满足供电需求。由于以上种种优点,综合能源系统建模及构建成为国内外研究热点,受到国内外广泛关注,并在国内享受一定的政策支持。
2. 研究现状
2.1系统构成:
从广义上讲,多种能源形式协同利用的系统都可以称为综合能源系统。其过程是将两种及两种以上的一次能源通过能源转化设备变为二次能源,并根据不同负荷需求进行供给的网络。狭义上来说,是对各种能源进行协调整合,形成的一体化系统[10]。其中可参与多种技术,通信技术,计算机技术,先进控制策略等。一个完整的综合能源系统,往往包括以下四部分:供能网络;供能设备;能量储存设备;以及负荷[10]。供能设备经常根据实际情况选择。常见的供能设备有燃气轮机,各种类型的燃料电池,以及光伏发电,风力发电等新型可再生能源。燃气轮机相比传统的蒸汽轮机,有热效率较高,环境友好等优点,同时燃气轮机的尾气温度在200℃[9],可利用热泵技术,有机朗肯循环技术来回收余热。供能网络主要包括供电,供气,供热网络[10]。国内已有学者提出将天然气供气网络及供电网络相结合,形成较大幅射范围供能网络,天然气电力综合能源系统由燃气电厂实现耦合;在冬暖夏热型地区可辅以供暖,供冷网络,实现冷热电三联产;能量储存设备主要有锂电池,储热水罐,空气压缩储能等方法。综合能源系统负荷主要包括电负荷,冷负荷,热负荷;根据各类负荷要求,规划能源所占比例,对产能设备及储能设备进行协调调度,是提高能源利用率,实现节能减排的关键技术之一。
2.2基于有机朗肯循环的燃气轮机余热回收建模
