天然气分布式能源系统优化配置与政策激励研究

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1、天津大学硕士学位论文天然气分布式能源系统优化配置与政策激励研究ResearchonSystemOptimizationandEnergyPolicyIncentivesofNaturalGasDistributedEnergySystem学科专业：热能工程研究生：李泽林指导教师：赵军教授严晋跃教授天津大学机械工程学院2017年12月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料

2、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要分布式能源系统作为一种分散在用户侧的潜在能源供应形式，与传统的集中式供能系统相比

3、，可以有效利用各类清洁能源，实现能量梯级利用，减少能量在传输与分配过程的损失，在能源高效利用和温室气体减排方面具有重要意义。然而由于系统的初投资较高、在设计中不能很好地把握负荷和装机容量以及相关政策落实不到位，分布式能源系统在我国的发展不尽如人意。为此本文将以建筑负荷模拟为基础，通过构建分布式能源系统多目标优化模型，提出分布式能源系统两阶段优化方法，展开天然气分布式能源系统的优化配置以及相关政策激励的研究。首先，构建了天然气分布式能源系统模型，对系统中的关键设备：驱动装置和余热利用装置等进行建模，以设备的能量转换为基础，建立各个设备的输入输出之间的数学关

4、系，建立设备运行过程中的能耗、排放和费用等关于设备输入能量的关系。其次，考虑系统的经济、能耗和排放性能，确立了系统评价指标，并以此为基础构建了分布式能源系统多目标优化模型，利用层次分析法来确定不同优化指标之间的权重关系，最后，提出了分布式能源系统运行和设计两阶段优化方法。然后，在能耗模拟软件DeST中建立酒店、医院、住宅和办公楼四类建筑的模型，对四类建筑的全年8760个小时的逐时冷热电负荷进行模拟。对四类建筑在全年、逐月以及典型日的负荷特征展开分析。根据本文中提出的分布式能源系统优化方法，得到了酒店、医院、住宅和办公楼四类建筑在无蓄能装置和有蓄能装置条件

5、下的系统最优配置结果。从经济性、节能性和碳减排等方面对系统在四类建筑中的适用性进行了分析。从逐月能源供应情况、典型日能源供应情况和系统综合性能的角度，对蓄能装置在不同的负荷条件下对分布式能源系统性能的影响进行了分析。最后，本文以医院建筑为例，分别对工程补贴、天然气价格和上网电价对既有系统以及系统设计的影响展开了研究。结果显示，工程补贴对分布式能源系统的综合性能影响较小；天然气价格对分布式能源系统的经济性影响较大；上网电价对分布式能源系统的综合性能影响非常大，从并网不上网到上网但售价为0这个从无到有的过程中，系统的各项指标均有不小提升，达到5%左右，当上网

6、电价的比例在当前电价的60%-80%之间时，系统在取得较好经济性的同时，也有着优良的碳减排和节能性能。关键词：分布式能源系统，负荷模拟，配置优化，能源政策，蓄能装置IABSTRACTAsanon-siteenergysupplysystem,distributedenergysystemcouldbeeffectivelyinutilizingcleanenergyandenergycascadeutilizationanditcouldreduceenergylossintransmissionanddistributioncomparedwithtr

7、aditionalcentralizedenergysupplysystem.Distributedenergysystemcouldplayasignificantroleinefficientutilizingofenergyandgreenhousegasemissionsreduction.However,becausetheinitialinvestmentofdistributedenergysystemisrelativelyhigh,thesystemconfigurationcannotmatchtheloadverywellandth

8、eimplementationofrelevantpoliciesarenoti