论文总字数：28793字

摘 要

本文立足于分布式供能系统优化及仿真，主要内容包括系统优越性分析，关键技术探讨，系统运行分析，以及系统部件优化四个方面。首先，对当前能源消费结构的不合理以及供能技术的缺陷进行分析，提出新型的分布式供能系统。分析分布式供能系统的优越性，针对本文所研究对象的特点，对其中关键性技术进行探讨以及仿真构建。然后对本分布式供能系统进行初步仿真搭建，动力系采用混合动力技术，动力源选用锂电池组和燃气发动机，连接方式采用并联式，主系统选用热泵系统，以及采用余热回收系统来提高能源利用率。然后对构建的系统进行运行分析，讨论在不同的工作条件下，研究定本系统中燃气发动机的运行特性，最终通过计算软件，确定发动机部分的经济运行区域，最佳工作方式及参数。最后，是对系统的主要部件的优化分析，包括驱动系的运行模式的转换策略优化分析，换热器的结构和选择的优化，烟气排放指标和气流速度影响的分析，以及气候条件等因素的影响分析，为分布式供能系统的研究打下优化的基础。

关键词：分布式供能系统，仿真，构建，运行分析，优化

OPTIMIZATION AND SIMULATION OF DISTRIBUTED ENERGY SUPPLY SYSTEM

Abstract

In this paper, based on the optimization and Simulation of distributed energy supply system, the main contents include system superiority analysis, key technology research, system operation analysis, and system components optimization four aspects. First of all, the advantages of the distributed energy supply system are analyzed, and the key technologies are discussed and the simulation is built according to the characteristics of the object in this paper. Then the distributed for energy system preliminary build, dynamic system using hybrid technology, the power source selection lithium batteries and gas engine, the connection mode of the parallel, main system selection heat pump system, and using waste heat recovery system to improve the utilization rate of energy. Then on the system operation analysis, discussed under different working conditions, study the operating characteristics of gas engine in the system, by calculating the final software, to determine the portion of the engine of regional economic operation and optimal methods and parameters. Finally, the optimization of the main components of the system analysis, including the strategy of transformation of the mode of the drive system optimization analysis, optimization of structure and selection of heat exchanger, flue gas emissions targets and air velocity influence analysis, and climate conditions and other factors influence analysis for distributed energy supply system of the study lay the optimization based.

Key words: distributed energy supply system, simulation, structure, operation analysis, optimization.

目录

摘 要 3

第一章 绪论 6

1.1引言 6

1.2 分布式供能系统及关键技术 6

1.3燃气热泵的发展和研究现状 7

1.4 混合动力燃气热泵的发展和研究现状 7

1.5本文的研究目的和主要研究内容 7

第二章 分布式供能系统初步研究 8

2.1分布式供能系统的关键技术 8

2.1.1分布式供能系统的简介 8

2.1.2本分布式供能系统工作原理 8

2.1.3本分布式供能系统的四种工作模式 9

2.2混合动力系统 10

2.2.1混合动力系统简介 10

2.2.2混合动力技术分类 10

2.2.3混合动力系统选择原则 11

第三章 分布式供能系统的仿真构建 13

3.1驱动系统的仿真构建 13

3.1.1燃气发动机的仿真模型 13

3.1.2电机的仿真模型 14

3.1.3蓄电池组的仿真模型 14

3.2热泵系统的仿真构建 14

3.2.1热泵系统的原理 14

3.2.2热泵系统仿真模型 15

3.3余热回收系统的仿真构建 16

3.3.1余热回收系统分析 16

3.3.2余热回收系统仿真模型 17

3.4本分布式供能系统流程图 18

3.5本章小结 18

第四章 分布式供能系统的优化分析 19

4.1燃气发动机的优化分析 19

4.1.1 燃气发动机的运行特性 19

4.1.2 燃气动机的经济运行区域 20

4.2 蓄电池组与发动机的运行模式优化分析 21

4.2.1蓄电池组与发动机的工作模式 21

4.2.2 蓄电池组和发动机在不同工况下的优化分析 21

4.3余热回收系统的优化分析 25

4.3.1余热回收系统存在的问题 25

4.3.2余热回收系统优化方案 25

4.4热泵系统中换热器优化分析 26

4.4.1换热器的性能参数优化 26

4.4.2换热器的结构优化 26

4.5气候条件的优化分析 27

4.6 本章小结 27

第五章 总结与展望 28

5.1 总结 28

5.2 研究展望 28

致谢 29

参考文献（References） 30

第一章 绪论

1.1引言

随着时代发展的需求，能源的消耗量一直处于较高水平，由此带来的一次能源紧缺、环境污染、生产成本提高等一系列问题。能源问题一直是社会发展的命脉，以全球能源视角出发，据2015年BP世界能源统计年鉴所给出的信息，全球能源的消费格局和能源的生产正发生着翻天覆地的变化。目前人们对于可再生能源的持续关注，有效地影响着整个能源消费结构，正改变着目前一次燃料的占主导地位的现状。

我国作为世界上最大的发展中国家，经济的快速发展有目共睹，促进社会不断发展，人民的生活水平也在不断地提高^[1]。但与此同时，由于我国大量地利用传统不可再生的化石能源，以及能源利用技术的落后和环保处理监管的疏松，也带来了如空气污染，二氧化碳大量排放，酸雨等一系列环境问题。针对我国能源消费的不合理结构，必须要加大可再生能源以及清洁能源的消费比重，如太阳能，风能，天然气等能源，有效地改变我国的能源结构。为了缓解大型电网的供电负荷压力，以及推进新型节能技术，对于利用清洁能源的新型供能系统的大力研究，十分有利于我国可持续发展的重要发展战略。

1.2 分布式供能系统及关键技术

分布式供能系统，主要特性是独立性，分散化，模块化，主要利用天然气和其他燃气的清洁能源，实现冷，热，电联供的新型供能系统。

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