摘 要

人类生存发展的物质基础是能源，能源的需求随着经济的发展也越来越大。现在，我国的能源利用率很低，能源结构的不合理更是使我国成为了能耗最高的国家之一。我国的能源还是以煤炭等化石燃料为主，因此二氧化碳的排放很高。当前我们应该走可持续发展道路，与大自然和谐相处，如发展分布式能源系统，使用可再生能源或清洁能源等。本文对分布式能源系统进行了一系列的探究，并提出太阳能与燃气轮机的集成，讨论了环境参数对冷热电联产系统的影响。

太阳能是十分清洁的可再生能源。它不连续、不稳定、容易受环境影响。与其他能源互补是太阳能的一个极好的选择。分布式能源系统规模小，当它和太阳能一起组合时，太阳能的间断、不稳定的毛病都会被克服。因此，太阳能与燃气轮机冷热电联产系统集成是极好的选择，太阳能不连续不稳定故不适合相对节能率，所以使用“全年相对节能率”来对其评价。探索最佳的太阳能集热器面积，通过与常规联产系统做对比来判断新系统的节能性能，并讨论最佳太阳能集热器面积是否会被装机容量所影响，一并考虑的因素还有辐射强度和日照时间。

冷热电联产系统很大程度上会被环境参数影响，本文只是简单地分析燃气轮机冷热电联产系统，内燃机冷热电联产系统的影响因素不少，但我们主要研究的是大气压力的影响。大气压力降低，、和的曲线都先升再降，气压为0.8bar时有极大值，而随着大气压力减少而减少。

关键词：分布式能源系统，冷热电联产系统，太阳能，燃气轮机，内燃机，环境参数

Abstract

Energy is the material basis of human activities. And the requirement of energy is larger and larger with the development of economics. There is a low energy efficiency in our country, and the unreasonable energy structure even makes China become one of countries that use lots of energy. Currently, coal is still the main energy in our country so that the carbon dioxide emission may be very high. We can pay more attention to sustainable development model and live harmoniously.Such as developing the distributed energy system， or utilizing renewable and clean energy. The main contents of this article include distributed energy system, integrated solar energy with CCHP system and the influence of environment parameters on CCHP system.

Solar energy is fairly clean and renewable. It is discontinuous, unstable and easily affected by the environment. It is an excellent choice for solar energy to complement other energy. Distributed Energy System is a small-scale model of the system, and it is so appropriate to be combined with solar energy. In addition, it can make up all the solar energy’s shortcomings. Therefore， solar energy that’s integrated with a gas turbine CCHP system is an excellent choice. Because solar energy is discontinuous and relatively unstable, it is not suitable for energy-saving rate, so using an annual fuel saving ratio to evaluate Optimization of solar collector area, compared with the conventional gas turbine CCHP system and to study the impact of installed capacity, solar radiation intensity and duration of sunshine for optimal solar collector area.

Environment parameters greatly affect CCHP system. In this article, we just simply analyze gas turbine CCHP systems. The effects of atmospheric pressure are emphasizes,because it makes a lot of differences on  internal combustion engine CCHP system . With the reduction in atmospheric pressure，, and rises and then falls. There is a maximum value around 0.8bar, but Z always falls.

Key words: distributed energy system; CCHP; solar energy; gas turbines; internal combustion engines; environment parameters

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题的背景和意义 1

1.2分布式能源系统研究概况 2

1.2.1分布式能源系统的特点 2

1.2.2分布式能源的研究现状 3

1.2.3 分布式能源的应用现状 3

1.3 冷热电联产系统概况 5

1.3.1 冷热电联产系统的定义及特点 5

1.3.2 冷热电联产系统的构成与分类 6

1.4 本文研究主要内容 7

第二章 冷热电联产系统集成及评价机理 7

2.1 燃气轮机冷热电联产系统 8

2.1.1燃气轮机冷热电联产系统集成 8

2.1.2燃气轮机冷热电联产系统性能研究 10

2.2内燃机冷热电联产系统 11

2.2.1 内燃机冷热电联产系统集成 11

2.2.2 内燃机冷热电联产系统性能研究 12

2.3冷热电联产系统评价准则 12

第三章 太阳能与燃气轮机冷热电联产系统集成 14

3.1 太阳能与冷热电联产系统集成 15

3.1.1系统方案 15

3.1.2 系统评价 17

3.2 系统模拟与结果 18

3.2.1 系统模拟假设 18

3.2.2 系统模拟参数 18

3.2.3 系统结果 19

3.3 关键参数对最佳集热器面积的影响 21

3.3.1 装机容量对最佳集热器面积的影响 21

3.3.2 太阳辐射强度、日照时间对最佳集热器面积的影响 21

3.4 结论 24

第四章 环境参数对冷热电联产系统性能影响 25

4.1冷热电联产系统对燃气轮机冷热电联产系统影响 25

4.1.1 环境参数对燃气轮机的影响 25

4.1.2 环境参数对联产系统的影响 26

4.2环境参数对内燃机冷热电联产系统影响 26

4.2.1大气压力对内燃机影响 26

4.2.2 大气压力对联产系统的影响 28

第五章 结论与展望 30

5.1 结论 30

5.2 展望 31

参考文献 32

致 谢 34

第1章 绪论

1.1 课题的背景和意义

如今世界经济不断地发展，同时伴随着人口急剧增多以及人们对生活水平的要求的日益提高，世界的能源消耗量也在日益增加，能源问题越来越得到人们的重视。自改革开放以来，我国的经济实力和国力迅速提升，成为了发展最快的发展中国家，在能源的生产以及消费上也随之成为世界第二。因此，建立一套完善的供能体系是很有必要的。然而，在这个问题上，我们面对的形势依然严峻。

正如大家所知，我国是一个能源十分充足的能源大国。但由于人口基数庞大，我们的平均资源占有率并不高，比如天然气的总量占世界第十五位，人均占有量只排到世界41位。我国煤炭、石油天然气资源地质条件复杂，必须有较高的技术水平才能进行勘探开发，因此开发难度较大。还有一个严重问题就是能源结构的不够合理，作为煤炭大国，煤占据着能源的主体。2011年，中国共消费了相当于34.78亿吨标准煤的能量，而煤炭消费量为34.25亿吨，所占比例达68.8%，石油为18.6%，天然气为4.6%，非化石能源只占8%左右。燃烧了过多煤炭导致排放了大量CO₂、SO₂以及烟尘等污染物。同时，由于大量CO₂的排放，温室效应也是日渐加剧，突出的环境问题也越来越受到人们的重视。归根结底，还是煤炭落后的生产与消费方式导致现在过大的环境压力。最近这几年，雾霾天气次数也是越来越多，不管是北京，河北，还是中部地区武汉，均有过PM2.5指数爆表的记录，这与煤烟和尾气的污染不无关系。如果这样的情况继续下去，那么必然会对我们的环境造成不可预估的巨大损害。即使生活用能日益改善，但水平还是普遍较低，用能结构的调整迫在眉睫。

为了处理棘手的能源问题，2004年，我国发布的《能源中长期发展规划纲要（2004~2020年）》中对能源的利用现状进行了分析，将节能工作中面临的形势，节能工作的指导思想和目标以及节能的重点领域做出了系统的阐述。2007年颁布的《能源‘十一五’规划》明确了能源发展的目标，改革的方案并指出要将节能和环保作为重点来考虑。2013年，国务院又下发了《能源‘十二五’规划》的通知，继续推进能源产业的的优化，完善能源结构，使用清洁能源，深化国际合作。由此可见我国解决能源问题的决心。