[00146682]天然气分布式能源系统全工况集成关键技术研究与应用

天然气分布式能源系统对于建设清洁低碳、安全高效现代能源体系具有重要的现实意义和深远的战略意义。2011年10月,国家四部委颁布了《发展天然气分布式能源的指导意见》,明确鼓励发展天然气分布式能源,到2020年达到装机规模1500万千瓦,初步实现分布式能源装备产业化。针对现有分布式能源系统存在的系统集成匹配不合理、电冷热联产系统能量梯级利用存在技术断层、智能高效的变工况运行技术缺乏、检测评估评价方法不明确等难题,课题组开展了天然气分布式能源系统全工况集成设计方法、余热高效梯级利用技术和分级相变储能方法、分布式能源系统全工况供需一体协同控制、分布式能源项目全过程评价方法等多项关键技术研究,取得了系列原创性成果： （1）提出了多品位复杂能流分析方法,形成了基于源荷动态匹配的天然气分布式能源系统全工况集成原则,创建了多能互补、梯级利用、主动调控三者协同的分布式供能系统设计方法,为实现系统全工况集成优化设计与调控运行提供了技术支撑。实现了系统综合能源利用率85%以上,节能率20%以上。 （2）提出动力循环与制冷/热泵循环耦合的集成方法,研制了基于正逆耦合循环的功冷并供装置,解决了动力余热深度梯级利用技术断层的难题;开发了分级相变储能技术,采用硝酸锂基熔盐相变材料回收中高温余热、十二水合硫酸铝钾回收中低温余热,并与冰蓄冷系统耦合利用实现分级相变储能,实现了余热多品位储存和利用。 （3）提出了冷热负荷时空分析模型、负荷预测和实时数据反馈耦合的分布式能源系统控制优化算法,研发了实时智能决策的优化控制系统（iDOS）;提出了全工况、供需一体协同控制策略,实现了系统智能高效变工况运行。 （4）提出了基于数据挖掘理论和多源信息融合的分布式能源系统检测评估方法,建立了包含能效性、能质性、环境性、经济性、可靠性、可持续性六方面的模糊量化层次评价模型,创建了涵盖分布式能源系统设计、建设、运行的全过程评价准则和标准体系。 项目授权发明专利20件,实用新型专利48件,发表学术论文22篇,主编、参编国家行业标准共5项,企业标准2项,出版专著1部,软件著作权5项。取得一批具有自主知识产权的原创性成果。项目研究成果成功应用于国家分布式能源技术研发（实验）中心MW级“源-网-荷-储”分布式微能源网系统示范项目,并在上海迪士尼、上海莘庄、广西华南城等数十个分布式能源项目中推广应用,系统运行稳定可靠,实现了天然气分布式能源系统的高效梯级利用及全工况集成优化运行,社会和经济效益显著。 项目形成了我国天然气分布式能源系统集成、设计、控制、检测、评估及智能化运行等技术和标准体系,构建了科研开发、高端装备制造、工程建设、投资运营等天然气分布式能源全产业链,已投产装机占国内分布式能源项目总装机规模50%以上,促进了我国分布式能源产业发展和行业技术进步。 项目先后获得2018年浙江省电力科技进步一等奖,2017年中国电力创新奖创新大奖,2017年中国华电集团科技进步一等奖。