天然气冷热电联供系统效益分析与市场研究

【摘要】：我国燃煤发电比重高、污染严重的问题急待解决,一些非水电可再生能源发电又存在稳定性差、受地域和季节影响大等问题。天然气冷热电联供系统(CCHP)具有清洁可靠、灵活安全等诸多优势,然而其综合效益及市场经济性尚缺乏深入研究,这使其发展受到很大制约。 本文首先分析总结了我国发电现状、世界发电结构及天然气发电相关背景,得出我国目前发展天然气发电十分必要和紧迫的结论；介绍了天然气CCHP生产工艺并分析其优劣势,得出了要想发挥其独特的众多优势,须对其综合效益有更深入的研究、当其运行于调峰状态时须制定科学的调峰上网电价、当其运行于联供状态时须系统分析各因素相对重要性等结论。 根据发电污染物排放率及各污染物的环境价值计算发电外部成本和总成本；分别比较了燃煤电厂与天然气CCHP发电的总成本、非水电可再生能源发电与天然气CCHP发电的内部成本差别。得出天然气CCHP是继高污染燃煤发电后、规模化成熟应用非水电可再生能源发电前可以采用的过渡性发电方式的结论。 其次,在介绍天然气CCHP燃气机组调峰特性及我国峰谷分时电价体系后,建立了一套峰谷分时电价优化模型,该模型基于模糊数学中半梯形隶属函数划分峰平谷时段、基于用户响应的电力需求价格弹性系数来初定需求侧峰平谷销售电价并基于定价模型最优化双目标函数最终确定最优需求侧峰平谷销售电价及三时段的电价比；以天然气CCHP使用单一制电价时的上网电价作为实行峰谷分时电价后平时段的上网电价,根据求得的峰平谷销售电价比确定天然气CCHP工作于“调峰电厂”时的调峰上网电价。给出实际算例,用MATLAB对模型进行编程计算,并绘出求解过程的三维网格图。 随后,本文将遗传算法用于最优需求侧峰平谷销售电价的求解,验证普通循环搜索所得结果的精确性,同时为遗传算法在需求侧峰谷电价优化问题领域的应用提供参考。 再次,构建了一套天然气CCHP联供运行市场经济性的影响因子指标体系,并运用模糊层次分析法(FAHP)得到各指标综合权重。 最后,本文利用Visual Basic软件系统搭建了一个可视化平台,以可视化界面的方式实现数据交互性的输入输出、实现了天然气CCHP效益分析与市场研究相关计算的智能化和可操作性。并提出了一些能推动天然气CCHP市场发展的关于天然气气价、冷热能价格及发展政策的建议。 【关键词】：天然气CCHP 外部成本 峰谷分时电价 遗传算法 模糊层次分析法
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM619
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 略语表9-10
• 目录10-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 本文的研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状及方法14-16
• 1.3 本文的研究内容及思路16-19
• 2 我国天然气发电简介19-29
• 2.1 我国发电现状19-24
• 2.1.1 我国发电能源结构概况19-20
• 2.1.2 我国燃煤发电现状20-22
• 2.1.3 我国可再生能源发电现状22-23
• 2.1.4 世界发电结构对我国的启示23-24
• 2.2 我国天然气发电24-28
• 2.2.1 我国天然气资源分布及供应现状24-26
• 2.2.2 天然气发电优势分析26-27
• 2.2.3 我国天然气发电背景及市场27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 3 天然气冷热电联供系统(CCHP)29-37
• 3.1 热电联产(CHP)29-32
• 3.1.1 热电分产与热电联产29-30
• 3.1.2 未来热电联产发展趋势30-32
• 3.2 天然气CCHP概述32-36
• 3.2.1 天然气CCHP生产工艺33-34
• 3.2.2 天然气CCHP位置规划及运行方式34-35
• 3.2.3 天然气CCHP优劣势分析35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 4 天然气CCHP发电成本分析37-45
• 4.1 天然气CCHP与燃煤电厂发电成本比较37-41
• 4.1.1 发电内部成本比较37
• 4.1.2 发电外部成本比较37-41
• 4.1.3 总成本比较分析41
• 4.2 天然气CCHP与可再生能源发电成本比较41-43
• 4.3 本章小结43-45
• 5 天然气CCHP调峰上网电价研究45-75
• 5.1 调峰背景及天然气CCHP调峰优势分析45
• 5.2 天然气CCHP调峰上网电价模型概述45-47
• 5.2.1 我国电价体系概述46
• 5.2.2 天然气CCHP调峰上网电价模型框架46-47
• 5.3 需求侧峰谷分时电价47-56
• 5.3.1 峰谷分时电价概述47-49
• 5.3.2 负荷特性指标49-50
• 5.3.3 峰谷分时电价设计理论50
• 5.3.4 峰谷分时电价优化分析理论基础50-52
• 5.3.5 峰谷分时电价优化模型建立52-56
• 5.4 天然气CCHP调峰上网电价模型及确定56-58
• 5.4.1 单一制电价时上网电价计算56-57
• 5.4.2 调峰上网电价确定57-58
• 5.5 算例软件仿真及求解分析58-73
• 5.5.1 需求侧峰谷分时电价优化模型算例求解分析58-71
• 5.5.2 天然气CCHP调峰上网电价确定71-73
• 5.6 本章小结73-75
• 6 基于遗传算法的天然气CCHP调峰上网电价研究75-87
• 6.1 遗传算法基本理论75-79
• 6.1.1 遗传算法的基本原理75-78
• 6.1.2 遗传算法的基本步骤78-79
• 6.1.3 遗传算法的特点79
• 6.2 算例分析79-83
• 6.2.1 需求侧峰谷分时电价优化模型算例求解分析79-82
• 6.2.2 天然气CCHP调峰上网电价确定82-83
• 6.3 遗传算法求解结果与普通循环搜索结果比较83-85
• 6.4 本章小结85-87
• 7 天然气CCHP联供运行市场分析87-97
• 7.1 天然气CCHP联供运行市场简介87
• 7.2 模糊层次分析法理论综述87-88
• 7.3 天然气CCHP联供运行市场影响因子指标体系建立88
• 7.4 模糊层次分析法确定指标权重88-91
• 7.4.1 模糊互补判断矩阵的建立89-90
• 7.4.2 模糊一致判断矩阵的建立90-91
• 7.4.3 计算指标局部权重和综合权重91
• 7.5 用模糊层次分析法分析天然气CCHP指标体系91-96
• 7.5.1 问卷回收及模糊互补判断矩阵的获得91-92
• 7.5.2 模糊一致判断矩阵的建立92-93
• 7.5.3 计算指标局部权重和综合权重93-96
• 7.6 本章小结96-97
• 8 天然气CCHP效益分析与市场研究平台搭建及发展建议97-107
• 8.1 天然气CCHP效益分析与市场研究平台搭建97-102
• 8.2 天然气CCHP发展建议102-105
• 8.2.1 天然气气价、冷热能价格建议102
• 8.2.2 天然气CCHP发展政策建议102-104
• 8.2.3 天然气CCHP发展的前景展望104-105
• 8.3 本章小节105-107
• 9 结论与展望107-111
• 9.1 结论107-108
• 9.2 展望108-111
• 参考文献111-115
• 附录A115-117
• 作者简历117-121
• 学位论文数据集121

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