冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及分析

張文，車延博，任晶鼎，劉建新

（天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072）

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及分析

張文，車延博，任晶鼎，劉建新

（天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072）

冷熱電聯(lián)供作為一種分布式供能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)、高效利用，是目前電力工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。通過(guò)介紹常用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案及其原理，并針對(duì)各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)合項(xiàng)目需求，使用了帶有蓄能環(huán)節(jié)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了能量使用的削峰填谷。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)主要設(shè)備的選型、配置原則以及系統(tǒng)主要運(yùn)行方式、運(yùn)行工況進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的電氣運(yùn)行方式及相應(yīng)控制策略的分析，建立了冷熱電聯(lián)供自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)。最后，以蓄熱工況實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行性能及影響因素進(jìn)行了分析，并給出了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行顯示，系統(tǒng)一次能源利用率達(dá)到了70%，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。

冷熱電聯(lián)供；蓄能環(huán)節(jié)；系統(tǒng)配置；運(yùn)行工況；一次能源利用率

冷熱電聯(lián)供技術(shù)作為分布式供能形式之一，近幾年發(fā)展十分迅速，它同時(shí)提供冷、熱和電3種能量，將能源利用率從普通的40%提高到70%～90%之間。冷熱電聯(lián)供與分布式發(fā)電相結(jié)合被世界許多能源、電力專家公認(rèn)為是節(jié)省投資、降低能耗、提高系統(tǒng)安全性和靈活性的主要方法。

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是以能源梯級(jí)利用為目的，發(fā)電的同時(shí)將產(chǎn)生的余熱回收利用，集制冷、制熱和發(fā)電一體化的系統(tǒng)?？梢岳糜酂崂脵C(jī)組實(shí)現(xiàn)冬季供熱、夏季供冷和提供生活衛(wèi)生用水等，具有節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)。“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)用戶”屬于國(guó)家發(fā)改委《天然氣利用政策》中的優(yōu)先類，是分布式能源發(fā)展的重要方向。目前對(duì)于聯(lián)供系統(tǒng)的研究主要集中在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和運(yùn)行優(yōu)化兩方面，即根據(jù)實(shí)際情況合理配置系統(tǒng)，采用相應(yīng)的控制策略使系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和效率的最優(yōu)化。一般而言，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方案均按照“發(fā)電不售電，電力不足從電網(wǎng)購(gòu)買”原則而設(shè)計(jì)，系統(tǒng)常用方案中，天然氣一次能源的綜合利用率都不同程度地得到提高。但它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是忽略了熱源溫度的周期性變化或供熱間歇，不能將系統(tǒng)內(nèi)多余的冷/熱量以其他形式的能量?jī)?chǔ)存?zhèn)溆肹1]。

本冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)基于第1種方案，并引入蓄水池作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。類似于給光伏發(fā)電系統(tǒng)配備儲(chǔ)能蓄電池一樣，這種方式可減少不必要的能源損失，進(jìn)一步提高系統(tǒng)能源利用率。

1 帶蓄能環(huán)節(jié)的CCHP方案

1.1 系統(tǒng)方案

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的常備方案如圖1所示（僅以微燃機(jī)為例）。本系統(tǒng)基于其中第1種方案，并引入蓄水池作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量為30 kW，制冷、制熱能力均為55 kW。整個(gè)系統(tǒng)包括燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)、微燃機(jī)系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、制冷/熱機(jī)組及水循環(huán)系統(tǒng)、末端空調(diào)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等。該系統(tǒng)可以同時(shí)向外輸出冷、熱、電負(fù)荷，滿足用戶的各種需求。

圖1 常用微燃機(jī)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)方案Fig.1Common CCHP system with micro gas turbine

圖2 三聯(lián)供系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.2Structure of CCHP system

由于熱源溫度的周期性變化或供熱間歇，引入蓄能環(huán)節(jié)，將系統(tǒng)多余的冷/熱量?jī)?chǔ)存在蓄水池內(nèi)作為備用冷/熱源。當(dāng)冷/熱負(fù)荷量不能滿足實(shí)際需求時(shí)，可通過(guò)蓄水池釋放冷/熱量。因此，本系統(tǒng)可以起到移峰填谷的作用。另外，系統(tǒng)還可將盤管回水所含的能量?jī)?chǔ)存在蓄水池內(nèi)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的能源利用率[2]。

1.2 系統(tǒng)配置

對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，聯(lián)供系統(tǒng)的設(shè)備選型與系統(tǒng)配置方式有很大的不同。本系統(tǒng)涉及的主要設(shè)備有燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、冷溫水機(jī)組、冷卻設(shè)備等。為提高效率，采用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)與冷溫水機(jī)組直接連接方式。選取空調(diào)建筑面積冷指標(biāo)為85 W/m2，熱指標(biāo)為59 W/m2，經(jīng)計(jì)算設(shè)置電制冷空調(diào)。當(dāng)冷溫水機(jī)組的制冷量不能滿足負(fù)荷需求時(shí)，啟動(dòng)電制冷空調(diào)作為補(bǔ)充。負(fù)荷末端用12組風(fēng)機(jī)盤管，通過(guò)啟動(dòng)部分或全部盤管、調(diào)節(jié)盤管的風(fēng)力等級(jí)來(lái)調(diào)節(jié)末端負(fù)荷大小。水池循環(huán)水泵、冷溫水泵、冷卻水泵均用變頻器控制轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制水的流量。各主要設(shè)備及技術(shù)基本參數(shù)如表1所示。

表1 主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)Tab.1Main equipment and technical parameters

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行工況及循環(huán)流程

當(dāng)引入蓄水池作為蓄能環(huán)節(jié)運(yùn)行時(shí)，由于系統(tǒng)的蓄能水池與大氣相通，系統(tǒng)循環(huán)管路為開式系統(tǒng)。未引入蓄能環(huán)節(jié)運(yùn)行時(shí)，為閉式系統(tǒng)。不論開閉，冷溫水機(jī)組又都有供熱、制冷兩種工作方式，可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定冷溫水機(jī)組。

三聯(lián)供系統(tǒng)夏季供冷時(shí)，微燃機(jī)的發(fā)電供應(yīng)范圍為冷溫水機(jī)組及其輔機(jī)（水泵及冷卻塔）、風(fēng)機(jī)盤管、蓄/放冷循環(huán)水泵。制冷運(yùn)行方式下，系統(tǒng)工況可分為閉式供冷、蓄冷、放冷和供蓄冷4種。在供蓄冷工況下，冷溫水機(jī)組可以最大限度利用煙氣余熱制備冷水蓄存到水池，末端根據(jù)負(fù)荷情況適時(shí)變流量地將水池冷水抽出供給盤管。此時(shí)，蓄水池對(duì)空調(diào)負(fù)荷的變動(dòng)起調(diào)節(jié)作用，其調(diào)節(jié)能力由蓄水池大小決定。

供熱運(yùn)行方式下不需要冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，除此之外，其他水路循環(huán)回路與供冷運(yùn)行方式相同。

2 系統(tǒng)電氣運(yùn)行方式及控制策略

2.1 系統(tǒng)電氣運(yùn)行方式

為保證聯(lián)供系統(tǒng)有效配合運(yùn)行并能達(dá)到最優(yōu)的能源綜合運(yùn)用性能，需要分析用戶負(fù)荷比例，合理選擇系統(tǒng)的電氣運(yùn)行方式。負(fù)荷需求不僅是動(dòng)態(tài)變化的，而且受氣候、地理位置等諸多因素的影響。三聯(lián)供電氣運(yùn)行方案如圖3所示[3]。作為分布式發(fā)電單元，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間存在3種電氣連接方式：獨(dú)立運(yùn)行；并網(wǎng)不售電；并網(wǎng)售購(gòu)電。

圖3 電氣運(yùn)行方案Fig.3Electrical operation solution

2.1.1 獨(dú)立運(yùn)行

并網(wǎng)開關(guān)A1斷開，微燃機(jī)孤網(wǎng)啟動(dòng)，供系統(tǒng)自身用電和實(shí)驗(yàn)室電負(fù)荷用電，冷溫水機(jī)供實(shí)驗(yàn)室冷/暖負(fù)荷。微燃機(jī)孤島運(yùn)行時(shí)，其輸出功率可跟蹤電負(fù)荷需求而變化。此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行模式為以電定冷/熱，即微燃機(jī)的輸出功率跟蹤電負(fù)荷需求，以此決定了聯(lián)供系統(tǒng)可提供的冷/熱量。

2.1.2 并網(wǎng)不售電

并網(wǎng)開關(guān)A1閉合，微燃機(jī)并網(wǎng)啟動(dòng)，供系統(tǒng)自身用電和實(shí)驗(yàn)室電負(fù)荷用電，冷溫水機(jī)供實(shí)驗(yàn)室冷/暖負(fù)荷。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行原則，確定此時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行模式為以冷/熱定電，控制目標(biāo)為連接開關(guān)A2功率最小。

2.1.3 并網(wǎng)售購(gòu)電

微燃機(jī)并網(wǎng)啟動(dòng)，滿負(fù)荷運(yùn)行供系統(tǒng)自身和實(shí)驗(yàn)室用電負(fù)荷，冷溫水機(jī)組供實(shí)驗(yàn)室冷/暖負(fù)荷，多余電力上網(wǎng)。若冷溫水機(jī)組和電空調(diào)制冷同時(shí)運(yùn)行時(shí)，用電不足部分從外網(wǎng)購(gòu)電。此時(shí)系統(tǒng)應(yīng)在經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)和能源綜合利用效率最優(yōu)兩種模式下優(yōu)化運(yùn)行。其中，經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)模式的控制目標(biāo)是聯(lián)供系統(tǒng)運(yùn)行成本最低，能源綜合利用效率最優(yōu)模式的控制目標(biāo)是使聯(lián)供系統(tǒng)一次能源綜合利用效率最高[4]。

2.2 系統(tǒng)總體控制策略

通過(guò)分析本地區(qū)各季節(jié)1天24 h的負(fù)荷需求數(shù)據(jù)，結(jié)合以上聯(lián)供系統(tǒng)的電氣運(yùn)行方式，以及電價(jià)和天然氣的價(jià)格，得到在春秋及冬季熱負(fù)荷較大時(shí)，“以熱定電”，即并網(wǎng)不售電的方式的運(yùn)行效益要好于“以電定熱”。

三聯(lián)供控制系統(tǒng)涉及到需要控制的負(fù)荷參數(shù)有：電負(fù)荷；熱負(fù)荷；冷負(fù)荷及水池的水溫。系統(tǒng)的總體控制策略與各分系統(tǒng)的特點(diǎn)和控制分系統(tǒng)有關(guān)。微燃機(jī)的輸出參數(shù)有其固有的規(guī)律，當(dāng)機(jī)組輸出功率升高時(shí)，排出的煙氣余熱也隨之提高。發(fā)電機(jī)可以自動(dòng)跟蹤電負(fù)荷，使得系統(tǒng)發(fā)電滿足系統(tǒng)其他設(shè)備運(yùn)行的要求。以“以熱定電”為例，在控制電負(fù)荷要求的同時(shí)還要考慮滿足用戶的熱負(fù)荷。要防止冷溫水機(jī)組的冷溫水的溫度過(guò)高使冷溫水機(jī)組停機(jī)[5]。

綜上所述，聯(lián)供系統(tǒng)的總體控制策略為：

（1）電負(fù)荷通過(guò)微燃機(jī)的輸出功率來(lái)確定，冷溫水機(jī)組產(chǎn)生的熱（冷）水首先滿足用戶的熱（冷）負(fù)荷需求，不足時(shí)開啟電空調(diào)作為補(bǔ)充；

（2）根據(jù)冷熱負(fù)荷需求的大小，采用適量大小的水池，當(dāng)冷溫水機(jī)組產(chǎn)生的冷熱量暫時(shí)大于冷熱負(fù)荷需求的時(shí)候，將冷熱量存儲(chǔ)在水池中；

（3）當(dāng)冷溫水機(jī)組提供的冷熱量不滿足用戶需求或者機(jī)組停機(jī)時(shí)，可以釋放水池的冷熱量滿足用戶的冷熱負(fù)荷。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)所涉及的設(shè)備種類及數(shù)量繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行工況靈活多變，很有必要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要任務(wù)有：①系統(tǒng)啟/?？刂茷榭刂葡到y(tǒng)能夠按要求順序啟動(dòng)或者停止相關(guān)設(shè)備；②運(yùn)行工況的設(shè)定和切換為系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)需要將運(yùn)行工況切換到其他任何一種工況下；③數(shù)據(jù)的采集與歸檔為通過(guò)上位機(jī)軟件能夠?qū)崟r(shí)采集系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行自動(dòng)歸檔保存；④報(bào)警功能為當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行異常時(shí)報(bào)警提示用戶，使異常能夠得到及時(shí)的處理，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行[6]。

3.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。自動(dòng)控制系統(tǒng)由PLC和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)。PLC根據(jù)各個(gè)設(shè)備的功能、安全保護(hù)要求以及系統(tǒng)運(yùn)行工況實(shí)施順序控制，包括各個(gè)設(shè)備的能量調(diào)節(jié)和設(shè)備間的協(xié)調(diào)控制。上位機(jī)用于各個(gè)設(shè)備及整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)、控制和緊急狀況下的啟停機(jī)操作，通過(guò)總線與PLC進(jìn)行通信。

圖4 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.4Structure of monitoring and control system

3.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)三聯(lián)供系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)則，在系統(tǒng)啟動(dòng)或停止時(shí)，需要順序控制系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備的啟停。PLC需要實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，以便更好地協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運(yùn)行工況，使得系統(tǒng)的運(yùn)行效率盡可能達(dá)到更高。系統(tǒng)與微燃機(jī)、冷溫水機(jī)組、變頻器通過(guò)Modbus RTU通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。為了保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)首先應(yīng)按照閉式工況啟動(dòng)；工況運(yùn)行結(jié)束時(shí)，將系統(tǒng)復(fù)位到閉式工況狀態(tài)，再進(jìn)行停止。

4 系統(tǒng)運(yùn)行分析

4.1 主要評(píng)價(jià)指標(biāo)

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括一次能源利用率PER和熱電比q。PER定義為獲得單位有效能量（冷、熱或電量）與所消耗的一次能源（即燃料耗量）能量的比值，即

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的一次能源利用率為

式中：Qcold-load為制冷量；Qhot-load為制熱量；Pele-load為供電量；Qfuel為消耗的一次能源能量。

影響聯(lián)供系統(tǒng)PER的因素主要有發(fā)電效率hc，余熱回收率α，熱量分配系數(shù)θ，制冷機(jī)COP值。在各影響因素中，對(duì)提高系統(tǒng)PER值影響程度順序[7]依次為hc、α、COP、θ。

熱電比q為系統(tǒng)所供冷量與電量的比，定義為

其中，電熱比為熱電比的倒數(shù)，即1/q。

4.2 CCHP系統(tǒng)性能

以冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)開式蓄熱工況實(shí)驗(yàn)為例來(lái)分析系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)運(yùn)行在并網(wǎng)售購(gòu)電方式下，冷溫水機(jī)最大限度將煙氣余熱轉(zhuǎn)換為冷熱量存儲(chǔ)在水池中。在實(shí)驗(yàn)中，微燃機(jī)并網(wǎng)啟動(dòng)，滿負(fù)荷運(yùn)行供系統(tǒng)自身和實(shí)驗(yàn)室電負(fù)荷，冷溫水機(jī)供實(shí)驗(yàn)室冷/暖負(fù)荷，多余電力上網(wǎng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)每隔5 min記錄一次數(shù)據(jù)，同一功率下記錄5組數(shù)據(jù)，然后取平均值，測(cè)得數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 三聯(lián)供系統(tǒng)性能參數(shù)Tab.2CCHP system performance parameters

通過(guò)燃機(jī)的發(fā)電效率計(jì)算公式為

式中：3.6為單位電量等價(jià)的焦耳熱量，MJ/（kW· h）；35.5為天然氣熱值，MJ/（N·m3）。

燃機(jī)在不同出力下的發(fā)電效率hc依次為11.58%、15.51%、17.85%、19.59%、20.26%。由此可見，隨著輸出功率的增大，微燃機(jī)的發(fā)電效率越大?？紤]到實(shí)驗(yàn)時(shí)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)采用民用燃?xì)夤艿溃鈮毫Σ蛔愕那闆r，如果提高燃?xì)夤鈮毫?，可進(jìn)一步提高燃機(jī)的發(fā)電效率。

對(duì)于冷溫水機(jī)組的制熱效率，其跟進(jìn)入冷溫水機(jī)組的煙氣溫度有關(guān)。制熱效率隨著排煙溫度的升高而增大。

由式（2）可以計(jì)算出燃?xì)獾囊淮文茉蠢寐??？梢钥闯雎?lián)供系統(tǒng)的一次能源利用率可達(dá)到69.61%，較普通的能源利用率有了很大的提高。但PERCCHP與微燃機(jī)輸出功率不是簡(jiǎn)單的比例關(guān)系。PERCCHP的大小受燃機(jī)發(fā)電功率P、耗燃?xì)饬康榷鄠€(gè)變量的影響，如果提高燃機(jī)發(fā)電效率，可進(jìn)一步提高PERCCHP。

由式（3）可以計(jì)算出燃機(jī)在不同輸出功率下的電熱比，當(dāng)輸出功率為10 kW及以上時(shí)，電熱比大于0.4，滿足聯(lián)供系統(tǒng)電熱比要求的指標(biāo)。

圖5為耗燃?xì)饬颗c發(fā)電、制熱量的關(guān)系曲線。當(dāng)耗燃?xì)饬吭龃髸r(shí)，發(fā)電量與制熱量相應(yīng)的有所增加，但不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

圖5 耗燃?xì)饬颗c發(fā)電、制熱量關(guān)系Fig.5Gas consumption relationship with electricity，heat

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)結(jié)合常用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)方案及其原理，介紹了帶有蓄能環(huán)節(jié)的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。文中對(duì)系統(tǒng)內(nèi)主要設(shè)備的選型、配置原則以及系統(tǒng)主要運(yùn)行方式進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并利用PLC和工控機(jī)完成了CCHP監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

最后以蓄熱工況實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著發(fā)電功率的增大，耗燃?xì)饬吭龃?，同時(shí)冷溫水機(jī)組的制熱功率也相應(yīng)增大，且系統(tǒng)電熱比也隨之增大。PERCCHP值也達(dá)到了70%，但是隨著發(fā)電功率的增大，其先減小后增大，它不是簡(jiǎn)單的線性增大或減小，而是分?jǐn)嗑€性關(guān)系。文中給出了耗燃?xì)饬颗c發(fā)電量、制熱量的關(guān)系曲線。本篇文章為分布式發(fā)電與微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)例，可以為三聯(lián)供系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供設(shè)計(jì)參考。建立的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)如圖6所示。

圖6 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖Fig.6Picture of CCHP system

[1]華賁．天然氣冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010．

[2]任晶鼎（Ren Jingding）.冷熱電三聯(lián)供（CCHP）系統(tǒng)運(yùn)行分析與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（Operation Analysis and Research on Monitoring System for CCHP System）[D].天津：天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院（Tianjin：School of Electrical Engineering and Automation，Tianjin University），2012.

[3]馬靜波（Ma Jingbo）．北京南站三聯(lián)供系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)（The electrical design of CCHP system for Beijing south railway station）[J]．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)（Railway Standard Design），2009，（9）：105-108．

[4]李赟，黃興華（Li Yun，Huang Xinghua）．冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)配置與運(yùn)行策略的優(yōu)化（Integrated optimization of scheme and operation strategy for CCHP system）[J]．動(dòng)力工程（Journal of Power Engineering），2006，26（6）：894-898．

[5]汪海貴（Wang Haigui）.采用天然氣的小型斯特林冷熱電三聯(lián)供關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用分析（The Research and Applied Analysis of Small Natural-Gas Sterling Cooling-Heat-Electricity Cogeneration）[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)動(dòng)力與能源工程學(xué)院（Harbin：College of Power and EnergyEngineering，HarbinEngineeringUniversity），2004.

[6]吳靜怡，吳大為，魏會(huì)東（Wu Jingyi，Wu Dawei，Wei Huidong）．建筑冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制與控制策略分析（Design and realization of BCHP control system）[J]．化工學(xué)報(bào)（Journal of Chemical Industry and Engineering），2008，59（S2）：163-168．

[7]Li Hui，F(xiàn)u Lin，Geng Kecheng，et al．Energy utilization evaluation of CCHP systems[J]．Energy and Buildings，2006，38（3）：253-257．

Design，Operation and Analysis of CCHP System

ZHANG Wen，CHE Yan-bo，REN Jing-ding，LIU Jian-xin
（Key Laboratory of Smart Grid of Education Ministry，Tianjin University，Tianjin 300072，China）

As a distributed energy supply system，the combined cooling，heating and power（CCHP）system which implements cascaded，efficient use of energy，is an important development trend of current electric power and energy industry．This paper introduces the common solutions and principle of the CCHP system．Through the comparison of every solutions and combined with the project requirements，we proposed a novel solution with energy storage link for CCHP system，which can realize the energy utilization of peak load shifting．Meanwhile，we also described and analyzed the system main equipment selection，system configuration，the main operation mode and operating conditions，and the CCHP automatic operation control system is constructed after the analysis of the electrical operational mode and the corresponding control strategy.Finally，taking the heat storage mode experiment for example，the system operation performance and influencial factors are analyzed，and obtained the experimental data and analytic results.The experiment results indicate that primary energy utilization rate can be reached to 70%，and the system can run safely and reliably．

combination of cooling，heating and power；energy storage link；system configuration；operationa mode；primary energy utilization rate

TM919

A

1003-8930（2014）12-0080-05

張文（1988—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)榉植际桨l(fā)電、PWM變流技術(shù)。Email：Tjuzhangwen@126.com

2013-09-16；

2013-11-25

車延博（1972—），男，博士，副教授，研究方向?yàn)樾履茉醇夹g(shù)、電力電子與電力傳動(dòng)。Email：ybche@tju.edu.cn

任晶鼎（1985—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榉植际桨l(fā)電技術(shù)。Email：79880947@qq.com