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《贵州大学》 2018年
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基于ORC的分布式能源系统的优化研究

刘易霖  
【摘要】:分布式能源兼顾节能和环保两个因素,打破传统单一供电、供热或供冷的方式成为能源结构调整的最佳途径,具有广阔的市场应用前景。有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,简称ORC)可以通过对太阳能、生物质能和工业余热等中低品位热源的利用同时产生电能和热能,具有效率高、投资少、环境友好等优点,在节能减排方面起到了重要作用。然而在实际应用中的ORC系统主要以大型为主,小型的还有许多理论和工程问题需要解决。本文针对家庭的用电负荷特点,采用ORC系统为分布式能源系统的具体表现形式,提出了一种小型的基于ORC的分布式能源系统。首先,基于ORC的系统结构和热力学定律在MATLAB环境下建立了系统组件的数学模型、系统的评价指标模型,针对小型ORC的循环条件,对比分析了三种备选单组份干工质R123、R113、R245fa的热力学性能。表明在相同循环条件的变化下,三种工质所做朗肯循环后所产生的净输出功率的变化规律相差不大,但综合其系统循环热效率,选出R245fa是小型ORC适用的最优工质。然后展开对基于ORC的分布式能源系统的优化研究。提出在ORC系统的基础上引入电池储能技术,优化其系统结构。根据实时变化的负载需求,采用动态规划的优化算法,对系统进行参数优化。结果表明,在电池储能的协调配合下,动态规划优化算法可作为一种高效的能量管理方式,平滑系统的功率输出,同时将基于ORC的分布式能源系统在春、夏、秋、冬中四个典型日的平均效率从14.86%、13.25%、15.06%、12.72%提高至73.57%、65.30%、74.21%、64.64%,实现优化的目的。
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O224

【参考文献】
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