摘要：探索優化運行策略和激勵機制對分布式供能系統的影響是加快其應用推廣，保障其充分發揮效能的重要內容之一。該文首先針對北方某地區辦公型建筑和賓館型建筑夏季負荷需求，構建了一套冷熱電三聯供(combiningcooling，eatingandpower，CCHP)分布式能源系統三維和二維模型，考慮系統碳排放并引進碳稅和電力回購(電力反向賣回電網)，構建了以運行費用為目標的分布式能源系統和常規系統分析模型，分析了三維模型和二維模型的差異；并討論了蓄能系統對分布式能源系統經濟性的影響，得出該系統為賓館型建筑和辦公型建筑供能的最優策略；最后對影響分布式能源系統經濟性的相關政策和激勵進行分析，得出了分別針對辦公型建筑和賓館型建筑的分布式能源系統經濟性的氣價和碳稅激勵控制域。

　　關鍵詞：能源互聯網；分布式能源系統；建筑節能；電力回購；政策激勵

　　0引言

　　20世紀以來，全球氣候變暖的總體趨勢已得到證實，對生態系統和人居環境造成的影響也備受矚目。作為最大的發展中國家和主要的溫室氣體排放國，中國承受著巨大的溫室氣體排放控制壓力。長期形成的高碳發展模式導致中國推進現代化進程中面臨資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，經濟社會可持續發展面臨巨大挑戰。

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　　1系統模型介紹

　　1.1系統構建

　　本文針對北方某地區辦公型建筑和賓館型建筑，構建了一套天燃氣內燃機CCHP系統與蓄能、電熱泵結合的分布式供能系統，如圖1所示。圖中R,Q,W分別代表冷熱電負荷需求。

　　1.2設備二維模型

　　本文研究系統采用的燃氣內燃機發電機組，當設備部分負載運行時，電效率ηe、熱效率ηh分別和部分負載率fGE的性能曲線(400~2500kW)如下[16-17]：32ee0GEGEGE(0.48122.47262.98010.0113)fffηη=?++(1)33hh0GEGEGE(1.34762.88702.12471.5853)fffηη=?+?+(2)

　　3736中國電機工程學報第35卷式中ηe0和ηh0分別為內燃機滿負荷運行時的電效率和熱效率，分別取43%。

　　2政策激勵措施

　　天然氣主要成分為甲烷，因此燃氣內燃發電機每立方米天然氣輸入約產生CO21.96kg，即當內燃機滿負荷運行時，每發1kW?h電約產生CO20.46kg。傳統燃煤電廠單位千瓦時發電煤耗為ccc3600Qqη=×(9)式中：ηc為燃煤電廠發電效率，取40%；qc為每kg標準煤低位發熱值，即每kg標準煤所含熱量，取29300kJ/kg。傳統燃煤電廠每單位千瓦時發電約產生CO2(kg)[24]為

　　3優化與運行策略

　　3.1優化目標與約束條件

　　本文建立了以系統運行費用為目標函數的系統優化模型，其中分布式能源系統運行費用由購氣費用、購電費用(包括回購收益)和繳納碳稅費用組成：2EiiiCOEimax{,0}0.3/2min{,0}ffPWPFFQPW=?+?+??+?(12)式中Wi購電為正，電力回購賣回電網為負。

　　3.2不同運行策略

　　針對所建分布式能源系統，以經濟性為目標進行優化。無蓄能模式，即系統由燃氣內燃機，電熱泵，吸收式制冷組成；含蓄能模式即在無蓄能模式基礎之上加上蓄能系統。

　　4結果與討論

　　4.1用能側經濟性分析

　　本文首先通過將無蓄能系統模式最優策略與建筑所需負荷全部由電網購電消耗費用對比，分析三維模型二維模型的差異，圖4、5分別表示辦公型建筑和賓館型建筑在二維模型和三維模型下，無蓄能系統最優策略和全部由電網購電費用消耗情況。可以看出無論是辦公型建筑還是賓館型建筑，使用分布式能源系統無蓄能模式為該建筑供能比全部采用電網購電為該建筑供能更節約運行費用。并且該賓館型建筑全部電網購電二維模型和三維模型日運行費用相差2136元，無蓄能最優模式日運行費用相差5780元，辦公型建筑則分別相差為7929元和3598元。可見二維模型和三維模型結果差異較大，尤其是在負荷需求較大的時刻，辦公型建筑主要為上午9:00到下午6:00，賓館型建筑主要為下午5:00到晚上11:00。因此采用三維模型可更準確地反映分布式能源系統的真實情況，采用分布式能源系統為建筑供能比全部購電供能經濟性更好。

　　4.2供能側經濟性分析

　　綜上分析，采用含蓄能的分布供能系統最優策略為該辦公型建筑和賓館型建筑供能經濟性最好。但是以上僅僅是在用能側進行的經濟性分析，即從用戶角度的用能成本分析。接下來在供能側將該分布式能源系統與常規供能模式中燃煤電廠的經濟性做對比，也就是供能成本的分析，結果如圖7所示，常規供能模式燃煤電廠為兩種建筑供能的日供能成本如表2所示。可以看出在碳稅0.3元/kg，氣價3.15元/m3時，無論是辦公型建筑還是賓館型建筑，常規供能模式中燃煤電廠的成本較分布式能源系統經成本更低，即常規模式經濟性更優。

　　參考文獻

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　　王惠，趙軍，安青松，康利改