[發明專利]一種分布式冷熱電聯供系統的設計計算方法

有效

• 申請號: 201410334582.7
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104123446A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 陳旭;郭曉斌;楊振綱;雷金勇;關南強;申展;陳鋼;凌猛
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司;南方電網科學研究院有限責任公司;南方電網綜合能源有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 深圳市遠航專利商標事務所(普通合伙) 44276
• 代理人: 田志遠

技術領域

本發明屬于分布式冷熱電聯供系統領域，尤其涉及一種分布式冷熱電聯供系統的設計計算方法。

背景技術

隨著世界能源儲量的不斷下降，人們越來越重視能源問題。分布式冷熱電聯供系統作為能源利用率高、環境污染小的供能系統，受到越來越多的關注。

20世紀70年代的能源危機導致了分布式供能系統的發展。一般來說，分布式冷熱電聯供系統是指一種以分散的方式分布在負荷源附近，可獨立輸出電、冷、熱能的小規模供能系統。它能夠將電、熱、冷3種能量需求有效統一，實現能源梯級利用，提高能源綜合利用率。當前，分布式供能已經在國外得到大力發展。我國分布式供能雖然起步較晚，但是也已經建立了分布式冷熱電聯供系統工程，分布式冷熱電聯供在我國將會得到飛速發展。

雖然現在已經存在多種分布式冷熱電聯供系統的設計方案，但卻缺少一種以內燃機或燃氣輪機為主要發電設備的分布式冷熱電聯供系統的設計方法。并且，在以內燃機或燃氣輪機為主要發電設備的冷熱聯供系統中，由于內燃機或燃氣輪機的運行受大氣條件影響十分明顯，它們在不同大氣條件下很容易偏離額定工況運行，設備連接管道之間也存在工質參數損耗，從而引起整個分布式冷熱電聯供系統的變工況運行。所以，在特定大氣條件下，設計分布式冷熱電聯供方案時只根據設備輸出額定值進行設備選型有可能在設備實際運行時會出現設備運行參數越限的情況。目前雖然已有對分布式冷熱電聯供系統常用設備的變工況計算研究，但是，卻缺少一種對分布式冷熱電聯供系統的通用變工況計算方法。

發明內容

本發明的目的在于，在考慮以內燃機或燃氣輪機為主要發電設備的分布式冷熱電聯供系統所處大氣條件的前提下，提出一種靈活的、符合設備實際運行要求的分布式冷熱電聯供系統設計方法，同時完成對所設計分布式冷熱電聯供系統的變工況計算，得到各設備運行狀態及系統供能能力。

本發明的技術方案是，一種分布式冷熱電聯供系統的設計計算方法，包括下列步驟：

步驟1：設計燃氣輪機或內燃機作為分布式冷熱電聯供系統某一工藝流程的起始設備，并根據實際需求選擇起始設備型號，作為其下級設備的上級設備。

步驟2：選擇分布式冷熱電聯供系統所應用環境的n個典型時間點的溫度、濕度、壓力參數，對內燃機或燃氣輪機的發電功率及輸出工質進行修正，得到燃氣輪機或內燃機消耗燃料流量、發電功率、輸出工質參數n個對應變工況值。

步驟3：上級設備輸出口產生的工質，除可用于供熱的部分外，經過對應工質管道輸送給下級設備。根據設備間的連接關系和每一設備輸出口所欲接下級設備建立對應個數的工質管道與上級設備輸出口相連，工質管道另一端與下級設備輸入口相接。

步驟4：計算n個典型時間點下步驟3中建立的工質管道與下級設備相接處對應的n組工質參數，即下級設備輸入口所輸入工質參數。

步驟5：利用下級設備所存在型號及對應約束，進行下級設備型號選擇。選擇合適設備型號，調整各輸出口傳遞到下級設備的工質在與該輸出口相連工質傳輸管道中的工質分配比例，使所選擇設備型號必須在n組輸入工質參數下都能正常運行，若不存在合適下級設備型號，需重新進行工藝流程設計。若不需重新進行工藝流程設計，則針對每一臺下級設備，根據其輸入口輸入的n組工質參數對該設備輸出口設備工質參數及其它輸出參數進行修正，得到n組修正值。

步驟6：根據下級設備判斷工藝流程設計是否結束。若設計結束，執行步驟7，否則，把存在必須接下級設備輸出口的下級設備作為新的上級設備，重復步驟3到步驟6。

步驟7：重復步驟1到步驟6，可建立多條工藝流程。將所建立的工藝流程組合，形成分布式冷熱電聯供系統設計方案。

步驟8：計算分布式冷熱電聯供系統的發電功率、供熱功率、制冷功率，得到聯供系統的供能能力，同時得到變工況下各設備運行狀態。

根據上述方案的一種分布式冷熱電聯供系統的設計計算方法，所述步驟4中，工質煙氣考慮溫度、流量損耗，工質過熱蒸汽考慮溫度、壓強、流量損耗，工質飽和蒸汽考慮壓強、流量損耗，熱水考慮溫度、流量損耗。

根據上述方案的一種分布式冷熱電聯供系統的設計計算方法，所述步驟6中，判斷工藝流程設計結束的依據為：所述5中所述的所有下級設備不存在輸出口或存在可不接下級設備的輸出口，且不準備為該輸出口設計下級設備，則該工藝流程設計結束。

根據上述方案的一種分布式冷熱電聯供系統的設計計算方法，所述步驟7中，重復步驟1到步驟6的次數比分布式冷熱電聯供系統中工藝流程的條數小1。