冷热电三联供用气负荷模型的建立--《煤气与热力》2007年05期
冷热电三联供用气负荷模型的建立
【摘要】：在研究天然气冷热电三联供负荷影响因素的基础上,采用因子分析方法有效地提取出各重要影响因素的有用信息,利用提取出的新参数建立了关于单位建筑面积日用气量的可靠模型。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TU995【正文快照】：
天然气冷、热、电三联供是一项先进的高效用能技术,是一种建立在能源梯极利用概念基础上,将供热(供暖和供热水)、制冷及发电过程一体化的能源综合利用系统。它首先利用天然气燃烧产生的高温烟气在燃机中做功,将一部分热能转变为高品位的电能,再利用燃机排烟中余热供热,也可驱
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李辉 江亿 朱颖心
摘要： 热电冷负荷的模拟计算是热电冷联产系统优化配置的基础，负荷计算结果的准确性将直接影响到联产系统方案设计的好坏。本文从不同类型建筑热电冷负荷的基本构成出发，在对不同建筑类型负荷的变化特点进行分析的基础上，提出“负荷因子”的概念，进而得出了负荷模拟计算的基本原理；并以写字楼为例，提出了写字楼的负荷预测模型，并对其电力负荷模型进行了初步的验证，实测值与预测值吻合较好，其可用于写字楼联产系统中负荷的模拟预测，为热电冷联产系统的优化设计奠定了基础。
关键词： 热电冷联产 负荷模拟计算 写字楼负荷预测模型
在热电冷联产系统的方案设计中，热电冷负荷的模拟计算是热电冷联产系统优化设计的基础，负荷计算结果的准确性对联产系统优化设计的成败起着至为关键的作用。然而，在建筑的规划阶段，一般只能确定该建筑最基本的信息：如使用功能和相应面积等，它反映的只是该建筑类型的共性。如何从这些基本信息来模拟不同建筑类型的热电冷负荷呢？
目前，在热电冷联产系统方案设计中，热电冷负荷计算常采用建筑物的设计负荷来进行，即根据每平方米的设计热负荷、冷负荷与电负荷来计算建筑物的总热电冷负荷。楼宇热电冷联产系统机组的选取，常采取以电基本负荷定机组容量、电力并网不上网的设计原则，经济性的评价也采取规定运行小时数的方法来进行。这种传统的设计方法可以初步确定机组的容量，但由于设计负荷不能反映出不同建筑类型负荷的逐时变化特点，不能反映热电冷负荷间的相互作用与联系，方案也就难以在分时电价模式下进行模拟，也就不能给出各个不同时段机组具体的运行策略，不能对系统进行全年逐时的技术经济模拟分析[1-2]，因而，基于传统设计负荷方法的联产方案，也就难以做到真正的优化设计。
本文在对不同建筑类型负荷的基本构成及变化特点进行分析的基础上，提出利用“负荷因子”来反映不同建筑类型负荷的逐时变化特点，进而得出了负荷模拟计算的基本原理；并以写字楼为例，提出了写字楼的负荷预测模型，
2.负荷模拟计算原理
在建筑的规划阶段，一般只能确定该建筑最基本的信息，如建筑的使用功能和相应面积等，每种建筑类型负荷的基本构成及变化特点是不一样的。负荷的构成及大小由建筑的使用功能、建筑级别等决定，它反映了设计负荷的概念；而负荷的逐时变化特点主要由建筑的使用功能、作息模式等因素决定，它主要反映了不同建筑类型之间差别。因而，对同种类型建筑来说，负荷的逐时变化特点可以利用一个反映该建筑类型属性的无因次因子来表述，在这里，我们把这无因次因子称为“负荷因子”，它反映的是负荷的逐时变化信息，是一个介于0～1之间逐时变化的无纲量数。各不同建筑类型的“负荷因子”，是在对该建筑类型的负荷变化机理进行分析的基础上，模拟计算而获得的。在不知道建筑更深入信息的情况下，其可根据该建筑类型的典型设置条件来相应求取。
2.1 冷热负荷的计算
建筑的冷热负荷主要包括：围护结构传热负荷、新风负荷、人员设备负荷等，这三种负荷基本上各占总负荷的三分之一左右。围护结构传热负荷主要与建筑的围护结构及地理位置有关，而对于同地同种类型同档次的建筑而言，围护结构一般相差不大。新风负荷主要与人员的作息时间及密度等相关，人员设备负荷的大小主要与建筑类型及作息时间有关。当建筑类型确定时，人员设备及新风负荷的相对逐时变化信息就可基本确定了。因而，冷热负荷逐时的变化信息主要与建筑类型有关，即“负荷因子”主要由建筑类型来决定。
另外，由于同种类型建筑的级别和服务对象的差别，其冷热负荷相对大小也会相差较大，因而，可将每种类型建筑的冷热负荷分高、中、低三个等级来处理。这样就可通过设计负荷或在调研分析的基础上，确定不同等级负荷的相对大小，结合“负荷因子”的概念，就可最终确定规划阶段不同建筑类型的逐时冷热负荷，其建模计算流程如图1
2.2 电负荷的模拟计算
电力负荷主要由不同建筑功能房间内各种用电设备所造成。电力负荷的大小及逐时变化
特征与建筑物内各种用电设备的安装功率、设备的耗电使用性能及作息时间直接相关。
根据常见的用电设备，电力负荷主要由如下几种类型构成：
（1）照明：包括各种功能房间照明（如办公室、客房、商店等）、楼梯过道照明、立面照明、安全和疏散诱导照明等；其安装功率主要取决于建筑类型和房间功能，不同的建筑类型和房间功能有不同的照明安装功率指标；而各设备耗电使用性能主要与使用的照明设备性能相关，作息时间由功能房间所决定；
（2）空调：包括冷冻泵、冷却泵、冷却塔、采暖泵、风机盘管、空调箱、新风机组等；不同空调形式的电耗特点也不相同；
（3）动力运输：主要指电梯，如客梯、货梯、消防电梯、观景电梯、自动扶梯等。电梯功耗受到楼层高度、上下电梯人数、运行时间等因素的影响。
（4）常用电器：主要指各功能房间内所使用的电器设备；如办公室内的电脑、打印机等，电器设备种类及其安装功率可由房间功能决定，对应不同的功能房间，各设备种类及相应的安装功率不同。
（5） 其它：包括各种生活水泵、消防、排烟、安全监控、损耗等；
通过上述对各用电构成的分析，可以发现：建筑类型或房间功能决定影响着其用电设备的种类、相应设备的安装功率及作息时间等，因而，也可利用“负荷因子”的概念，反映不同建筑类型电负荷的逐时变化特点，电负荷的相对大小可由建筑负荷的构成、各用电设备类型的典型耗电性能等来确定。电力负荷预测模型的计算流程如图2。
逐时电负荷的计算公式如下：
其中，为逐时总电负荷， n代表各建筑类型中各功能房间类型，j为各功能类型房间内所分担的设备类型，如照明、空调、电梯、电脑等，为各功能区面积比，，为各设备投入使用系数，它主要反映各时刻设备投入的相对量，为各设备的实际功耗性能。为与的乘积，它反映的是各设备逐时耗电系数，为“负荷因子”，为负荷设计指标。
图1 冷热负荷计算模型流程图
图2 电力负荷计算模型流程图
3.写字楼热电冷负荷计算模型
根据以上计算原理，在对北京典型中高层（7层～20层）写字楼进行大量的实地调研分析的基础上，可得出应用于写字楼热电冷负荷预测的计算模型，下节为某典型写字楼热电冷负荷计算模型的设置条件。
3.1 典型设置条件
3.1.1 各功能区面积比
对于典型的写字楼而言，功能房间除了办公间外，还应有一些保证办公正常运转的辅助房间，如冷站、机房、职工餐厅、卫生间、楼道及大厅等，另外，由于停车场有地上地下之分，故将其单独列出，其不作为写字楼的辅助功能区。各功能区的对应面积比如表1
表1 写字楼各功能区对应面积比
辅助功能区
过道＋电/楼梯间
冷站＋地下室
大厅＋门厅
另外，对人员密度而言，办公区可取为0.1人/m2，辅助功能区可取为0.03人/m2
3.1.2 各时段人数相对百分比
由于写字楼具有较强的作息规律，根据调研结果，典型写字楼的作息时间可设置如表2
表2 各时段人数相对百分比
各时段人数相对百分比
22:00-6:00
8:00-17:00
18:00-19:00
20:00-21:00
3.1.3 各用电设备额定功率指标
(1) 照明 根据建筑照明标准及实地调查结果，写字楼各功能区照明安装功率指标见表2；
(2) 办公设备 办公间电脑安装功率取为25W/m2，打印机、复印机等可取为5W/m2；
(3) 电梯 对于建筑层数在7～20间的写字楼，根据调研结果，其单位面积电梯安装功率基本满足y=12.1-0.27×n其中n为楼层数，y为电梯安装功率(W/m2)，现取中间值8*W/m2；
(4) 空调 根据理论计算及调查结果，可得出各种空调设备的输送系数范围，其中冷站部分各设备的输送系数见表4；
(5)其它设备 其他用电主要包括各种生活水泵用电、安全监控、地下车场照明及送排气用电等；由于生活水泵主要是满足人员的用水要求，根据这类生活水泵的性能特点及人均日用水的标准，可以确定各种生活水泵消耗每单位电功供水所能满足的人数。安全监控、地下车场照明及送排气用电等可根据调研结果概算。
表3 写字楼各功能区照明安装功率指标
冷站＋地下室
大厅＋门厅
过道＋电/楼梯间
单位面积功率(W/m2)
表4 冷站部分各设备的输送系数
冷站部分各设备
二次泵系统
一次泵系统
冷冻水一次泵
冷冻水二次泵
输送系数范围
缺省输送系数
3.2 冷热负荷计算模型
根据上述设置参数，利用DeST对典型的写字楼进行冷热负荷计算，得到写字楼全年的冷热负荷逐时变化无因次因子，即负荷因子，如图3、图4。根据负荷因子及写字楼的典型设计负荷，就可以计算写字楼的冷热负荷。
图3 (中高档)写字楼冷负荷“负荷因子”
图4 (中高档)写字楼热负荷“负荷因子”
3.3 电负荷计算模型
3.3.1 耗电系数
耗电系数是用电设备逐时电耗与其额定功率的比值，它集中反映了各用电设备的实际耗电性能、同时使用系数等因素。正由于写字楼作息的规律性，导致了多种用电设备的耗电系数一般也只呈现工作日与节假日的差别，因而在下列部分用电设备的耗电系数图中，也只列出工作日、节假日的逐时耗电系数，其中前24小时为工作日，后24小时为节假日。
由于冷冻泵、冷却泵、冷却塔、采暖泵、风机盘管等空调相关设备的电耗与冷热负荷有关，因而这部分用电设备的耗电系数不能简单的采用上述工作日、节假日的区别来进行描述，其需根据冷热负荷及设备的性能来进行计算。当给定典型写字楼的冷热负荷时，就可得出空调相关设备全年逐时的耗电系数。
图5 办公间照明设备耗电系数
图6 办公间办公设备耗电系数
图7 办公间风机盘管耗电系数
图8 公共区电梯耗电系数
3.3.2 电负荷计算模型
在求得各用电设备的额定选型功率和耗电系数后，就可以根据公式（1）得出写字楼建筑电负荷的逐时电力负荷。图9～图12即为不同空调系统中高档写字楼的电负荷的“负荷因子”及该设置条件下写字楼的单位面积电负荷。
图9 电“负荷因子”(风机盘管＋新风)
图10 电负荷“负荷因子”(全空气系统)
图11 写字楼单位面积电负荷(风机盘管＋新风)
图12 写字楼单位面积电负荷(全空气系统)
4.应用实例
为对负荷模型的准确性进行检验，利用北京某一具有代表性的中高档写字楼实际调研数据与负荷预测值进行比较。由于该写字楼冷热负荷尚无实测数据，在此只对电负荷模型进行校验。在应用负荷模型时，考虑了该楼的一些实际情况，对电负荷模型进行了充实修正。如图13~16所示，在全年逐时模拟的大多数时段内，逐时电力负荷预测值的大小及变化趋势与实际值几乎一致，该预测结果已可满足设计要求。另外，从电力负荷延时曲线的比较中，还可以看出：对于腰谷段电力负荷，负荷构成较为稳定，模型预测值与实际测量值非常吻合，而对于尖峰段电力负荷，由于制冷耗电不定因素的增多，预测难度加大，因而，尚有必要对冷热负荷到电力负荷的转变关系进行更深入的研究。
图13 北京某写字楼2002年实际耗电曲线
图14 北京某写字楼2002年计算耗电曲线
图 15 12月20日-12月21日实测值与模拟值比较
图16 2002年实测与预测电负荷延时曲线比较
本章主要分析讨论了热电冷联产系统中负荷的预测模型研究，提出了利用“负荷因子”来反映不同建筑类型的逐时负荷变化特征，进而提出了针对不同建筑类型的特征分别构建热电冷负荷计算模型的建模思路。并以写字楼为例，建立了热电冷负荷预测模型，并对其电力负荷模型进行了初步的验证，实测值与预测值吻合较好，其可用于写字楼联产系统中负荷的模拟预测，为热电冷联产系统的优化设计奠定了基础。
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冷热电三联产基于火用分析的优化
一、前言 1、背景能源价格、电网稳定性、能量品质、空气质量以及全球气候改变 ,是 21 世 纪面临的重要问题。随着经济和社会的发展 ,这些问题将变得更加尖锐 ,因而节 能和环保变得非常重要。分布式能源的出现为问题的解决提供了方向 ,它是相对 于集中式而言的 ,分布安置在需求侧的能源梯级利用 ,以小规模、分散式、有针 对性的方式布置在用户附近 ,根据用户的不同需要将一切
可利用能源就近送到 用户的能源利用设施因而具有方便灵活、性能可靠、能量利用率高和环境污染小 的优点。 冷热电三联产技术 (CCHP)是分布式能源系统的重要基础 ,为分布式能源 系统的发展提供了先进的技术支持。CCHP 源于 19 世纪末的美国与欧洲 ,是一种 建立在能源梯级利用概念基础上 ,将发电、制冷和供热过程一体化的多联供总能 系统。燃料首先用作发电 ,发电产生的高温烟气用于制冷 ,最后烟气中的余热用 于加热生活热水。 因而 CCHP 可以极大地提高能源利用率 ,相应地可以节省能源、 减少有害气体排放量、提高设备利用率以及提高经济效益等。CCHP 特别适合于 有冷、热、电同时需求的场合 ,例如居民区、办公楼、宾馆和大型超市等。CCHP 还可以有效地缓解夏季电网超负荷运行的矛盾 ,特别是象我国南方长时间处于 高温的地区 ,冷量需求较大 ,每年有 3/4 的时间需要电制冷。 我国 CCHP 系统的研究起步较晚 ,目前关于不同结构联产系统的热力学分析 及经济性分析已有文献报道。 冷热电联供系统的结构按照地区分布和用户需求的 不同略有差别 ,但其基本原理是一致的。作为一种高效洁净的气体燃料 ,天然气 非常适合冷热电三联供系统。 目前， 我国使用最多的便是以天然气为主要燃料的， 以燃气轮机为原动机的冷热电三联产系统。2、一种常见 CCHP 系统原理图图为微型燃气轮机的 CCHP 系统，以微燃机作原动机驱动发电机组 ,微燃机 主要由压气机、透平(膨胀机) 、发电机、燃烧室和回热器等组成 ,配以吸收式制冷机组 ,在为用户供电的同时也供热或供冷，另外在废气出口加余热锅炉，可以 利用废气中的热量加热生活热水供用户使用。二、建立模型 1、运行方式我们在本文中采用的是并网不上网的系统模型，这是最为典型的模型，现今 大多数工程项目都属于这种模型， 这种三联供系统中的发电模块可以与市电控制 系统进行并网，即当所发电不能满足用户需求时可以从网上购市电以进行补充， 但是由于电力政策的考虑， 当所发电超负荷时不能上网售电；所以这种三联供系 统模型的燃气轮机发电功率应该大于整个用户的所需要的基负荷电力， 小于或者 等于所需要的额定电力负荷， 不足电力可以从市网中补充，不足冷热负荷可以用 燃气锅炉或者燃油锅炉补燃解决。 对于典型的燃气轮机 CCHP 系统，我们可以将其分析是由燃气发电设备、制 冷系统和供热系统三部分组成，如图所示：To―环境温度；T1―燃气发电机烟气出口温度； T2―吸收式制冷机烟气出口温度；T4―换热器烟气出口温度首先天然气进入燃气轮发电机燃烧后提供电力 ,随后利用燃气轮机排出的高 温烟气推动吸收式制冷机制冷 ,最后利用从制冷机排出的中温烟气加热生活热 水。为了适应不同的使用目的以及用户负荷的变化 ,这 3 种基本设备可以有不同 方式的组合以及不同的燃料补充结构。但其基本原理是一致的 ,而且如图所示的 模型最能体现能量梯级利用的思想。2、能量分析在分析了该系统的运行方式后，我们可以容易的分析出其能量的流程，如 图所示：Qf―单位时间内天然气的消耗量；Q1―排出的高温烟气中的热能； Q2―单位时间内制冷机排出的中温烟气中的热能；Q3―排出的低温尾气中的热能； η 1 ―燃气轮机的热损失率；η 2―制冷机的热损失率；η 3―换热器的热损失率； Pe―发电功率；Qc―单位时间内制冷机提供的冷量：Qh―单位时间内换热器输出的热能我们首先用能量平衡进行分析，假定系统处于稳定的运行状态，而且设备效 率稳定不变，天然气燃气轮机发电机发电的同时向吸收式制冷机提供高温烟气， Pe 与燃气轮发电机 Qf（单位是 KW）之间关系式： Pe = Qf × ηe式中：η e 为燃气轮发电机的发电效率，由设备的性能决定。考虑到有从市电购 电的可能，我们设购电的电功率为Pb 。天然气燃烧后的能量一部分用于发电，一 部分由于散热被损耗，其余的被烟气带走。根据燃气轮发电机的能量平衡关系， Q1 可以表示为： Q1 = Qf × （1 ? ηe? η 1）燃气轮发电机的高温烟气进入吸收式制冷机， 推动制冷机工作对外提供冷量。 单位时间内制冷机提供的冷量可以表示为： Q c = Q1 × ηc×σ式中： η c 为吸收式制冷机从高温烟气中回收余热的回收效率， Q1 × η c 为从烟气 中回收的用于制冷的热功率，σ为制冷机的制冷系数（COP） ，这两个参数都决定 于设备的性能。对经过制冷机的烟气作能量平衡，可求出 Q2 为： Q2 = Q1 × （1 ? ηc? η 2）从制冷机排出的中温烟气进入换热器，进一步回收烟气中的剩余热能，对外 提供生活热水。Qh 可表示为： Qh = Q2 × η 式中：η h 为换热器回收效率。 制冷机和换热器的热回收效率定义为从高温烟气中吸收的热量与高温烟气 相对于环境温度所包含的热能之比。假定烟气没有泄露，而且比热容不变，在稳 定工作时制冷机和换热器的热回收效率可分别表示为： η ηc h h= =T 1 ?T 2 ?(T 1 ?T 0 )× η 2 T 1 ?T 0 T 2 ?T 3 ?(T 2 ?T 0 )× η 3 T 2 ?T 0 P e +Q c +Q h Q f +P b该三联供系统的能量利用效率定义为被有效利用的能量与消耗的能量之比： ηe=3、火用分析系统的火用是指在给定环境状态下，系统对外做最大有用功的能力。火用分 析是一种有关能量系统设计、 优化和性能评价的有效方法。利用该方法可以求得 能量系统的最大工作效率和火用损失的部位， 判断实际工作效率与最大工作效率 的差别，为系统的优化设计指出方向。对冷热电三联供系统，可以通过过程中火 用损失的大小和部位，为 CCHP 系统的优化设计提供指导。 由能量流程图可知， 天然气所包含的火用是三联产系统消耗的总火用，即为 Qf。整个过程中，系统提供的可以利用的火用为燃气轮机发电量，即为电火用， 吸收式制冷机产生的冷量所包含的火用、换热器提供的热量包含的火用。电火用 和电能相等，单位时间系统输出的电火用 Ee=Pe；制冷机输出的制冷量是指将制 冷工资从环境温度冷却到一定温度时移走的热量， 与输出的制冷量相应的热火用 Ec 为： Ec =T 0 ?T c Tc× Qc式中：Tc 为输出冷量工质的温度。换热器输出的生活热水中的热火用 Eh 为： Eh =T h ?T 0 Th× Qh式中：Th 为输出生活热水的温度。 单位时间内燃气轮发电机排出高温烟气的火用 E1、吸收式制冷机排出中温 烟气的火用 E2 和换热器排出低温尾气的火用 E3 可以分别表示为： E1 = E2 = E3 =T 1 ?T 0 T1 T 2 ?T 0 T2 T 3 ?T 0 T3× Q1 × Q2 × Q3系统各部分的火用损失来自两个方面，一是散热和泄露，二是过程的不可逆性。根据热力系统的火用平衡关系，发电、制冷和供热 3 个部分的火用损失 Ed 可分别表示为： 1 Ed = Qf ? E1 ? Ee 2 Ed = E1 ? E2 ? Ec 3 Ed = E2 ? E3 ? Eh 这样我们便可以求出每一部分的火用损失效率， 以及冷热电三联供系统的火 用效率： φ1 = φ2 = φ3 = ηe E1 d Qf E2 d E1 E3 d E2 E e +E c +E h Q f +P b=三、目标函数 1、火用经济系数单纯的比例值无法直观表现出火用对系统的影响，具有一定的片面性，现在 将热力性能优化指标与经济性能优化指标相结合，得到火用经济系数，对联供系 统做出更为综合性的评价。 火用经济系数定义为单位输出火用的资金消耗，相当 于系统年投资（包括联供系统初投资增量年折算量和系统年运行、维护费用）与 总量输出火用的比值，即单位输出火用的成本，考虑到机组的复杂性，我们可得 到定义式为： C成本 ε= T0 T0 τ τ τ i=1 Pe + i=1 Q h × （1 ? T ） + i=1 Q c × （ T ? 1）h c2、成本计算方程根据项目要完成需要的条件，我们可以得到成本计算方程： C成本 =C inv × （1+i c ） N depN dep+ Crun + Cs式中：Cinv ：固定设备投资成本； Crun ：工程项目建设后每年所需要的运行费用； Cs ：整个系统各个设备折合每年的维护费用； ic ：行业的基准收益率或设定的折现率，这里指银行利率； Ndep ：工程项目的经济寿命即主要设备的折旧年限。 其中： 固定设备投资成本的计算方程为： Cinv = ntur × Ctur + Cass + Creg + Cexg + Ctrs + （Cclt + Cspp + Cdhm ）式中：Ctur ：燃气轮机价格； ntur ：燃气轮机台数； Creg ：吸收式空调机组价格； Cass ：辅助设备包括余热锅炉和补燃器的价格； Cexg ：板式换热器价格； Ctrs ：运输及安装费用； Cclt ：冷却塔及水泵费用， （可选） ； Cspp ：进行补燃的燃气锅炉价格； Cdhm ：除湿机的价格； 运行费用方程为： Crun = cg × Mg × Pe × t g + cg × Mg × Pe′ × t ′g + Cm 式中：Mg ：工程中的天然气单位燃耗 Mg = 3600 ÷ η Mgspp tur÷r ÷r= 3600 ÷ η余热锅炉r：天然气热值； t g ：工程中供热和制冷期天燃气供应小时数； t ′g ：工程中春秋非供热和制冷期天然气供应小时数； Pe′ ：工程中春秋非供热和制冷期发电功率； Cm ：整个系统各个设备折合每年的管理费用。 维护费用方程为： Cs = 0.06 × （Pe × t g + Pe’ × t ‘g )3、运行收益方程Cinc = Ce × Pe × t e + ch × Qh × t h + cc × Qc × t c + Cb + Cels 式中考虑了补燃的情况。 Ce ：当地的单位平均电价； Pe ：工程中燃气轮机所提供的电力负荷； t e ：工程中燃气轮机每年的利用时间； ch ：当地的单位平均供热价格； Qh ：转换的燃气轮机尾气余热的热量； t h ：工程中每年的供热时间数； cc ：用电制冷所需要的费用折合成的单位热负荷的价格； Qc ：转换的燃气轮机尾气余热的冷量； t c ：工程中每年的制冷时间；Cb ：补燃带来的收益； Cels ：工程的其他收益。 补燃的收益为： Cb = ch ? cg × Mgspp s c s × Qh s × t h + （cc ? cg × Mg ） × Q s × t c spp式中：cg ：工程中利用的天然气单价； Mg ：进行补燃的天然气单位消耗； Qh s ：补燃锅炉提供的热负荷； ts h ：供热的时间数； Qc s ：补燃锅炉提供给吸收式制冷机组的热量； s t c ：吸收式制冷机组每年的使用时间。spp四、约束条件Pre = Pe + Pb 式中：Pre ：工程所需要的额定电力负荷； Pb ：夏冬季向市网进行购买的电力负荷；‘ Pre = Pe’ + Pb ‘ 式中：Pb ：春秋非采暖制冷期向市网进行购买的电力负荷；Pe’ ≥ Pse 式中：Pse ：燃气轮机的容量； 因为如果单机容量比春秋非采暖制冷期三联供系统所提供的电力负荷要大， 这时即使只采用一台燃气轮机作为动力供应，整个系统也不能够满负荷运转，这 样势必会造成效率降低，能源利用率下降，导致运行费用升高，这时不希望看到 的。 Qhh = Qh + Qh s 式中：Qhh ：工程中额定需要的供热负荷 Qrc = （Qc + Qc s ） × cop 式中：Qrc ：工程中额定需要的冷负荷； Qh = Pe × γ 式中：γ：燃气轮机热电比；五、综合分析 1、决策变量通过以上的分析，可以得到应该考虑的变量为：燃气轮机的容量Pse ，燃气轮 机的发电功率 Pe，燃气轮机的出口温度 T1，吸收式制冷机组出口制冷工质温度 Tc，换热器出口热水的温度 Th。2、约束条件Pre = Pe + Pb‘ Pre = Pe’ + Pb Pe’ ≥ Pse Q hh = Q h + Qh sQ rc = （Q c + Qc s ） × cop Q h = Pe × γ Mg = 3600 ÷ ηtur÷r3、目标函数min ε =C 成本T0 T0 τ τ τ i=1 P e + i=1 Q h × （1?T ）+ i=1 Q c × （T c ?1） hmin C成本 =C inv × （1+i c ） N depN dep+ Crun + CsMax Cinc = Ce × Pe × t e + ch × Q h × t h + cc × Q c × t c + Cb + Cels Max ηe=E e +E c +E h Q f +P b4、解决方法（1）目标排序法 （2）线形加权和法 （3）极大极小法 （4）目标规划法 （5）分目标乘除法5、后续的讨论本文采用这种以火用经济系数最小、投资成本最低、运行收益最高为目标函 数，并建立在火用分析基础上的模型确定设计负荷，再计算出各个负荷后，通过 火用分析模型对冷热电三联供的各个部分进行火用的性能分析， 找到可以改进的 部分后继续进行优化模拟。参考文献： [1] 冷热电联供系统优化配置和运行策略研究_林勤荣 [2] 基于燃气轮机的冷热电三联供系统优化模拟_安青松 [3] 天然气冷热电三联供系统热力学分析_别祥 [4] 冷热电联供系统的优化运行分析_胡燕飞 [5] 微燃机天然气冷热电三联供系统热力学分析_秦朝葵
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