MATLAB冷热电三联供系统运行优化与调度控制方法研究(2)
参考文献61
1 引言
1.1 研究背景及意义
众所周知，人类社会要依靠能源才能得以生存，农业、工业和经济都离不开能源，因此，各个国家都将能源的开发和利用放在首要位置。
我国目前正处在工业现代化的进程中，现代化工业的发展推动我国的经济高速发展，随之而来的是对能源的巨大需求。不仅如此，经济结构的发展也推动了能源消费结构的改变，以煤炭为主的一次能源结构将逐步地被以清洁能源为主的一次能源结构代替。天然气具有容易燃烧、热值大、燃烧效率高、几乎不产生NOx、基本上没有导致酸雨的SO2等优点，是一种洁净气体燃料[1]。
在这一背景下，联供系统应运而生。冷热电三联供，即CCHP（Combined Cooling, Heating and Power），是指以天然气为主要燃料产生电力，供给用户，满足电力需求，并通过余热回收利用设备以实现向用户供冷、供热，满足冷热需求[2]。
联供系统是分布式能源的一种，主要优点如下[1]：
（1）有利于缓解电力供需矛盾，提高能源利用效率。
系统使用燃气内燃机或者是燃气轮机，将一次能源，也就是燃料的化学能转化为烟气的热能，按品质分别转化为二次能源，也就是电能和蒸汽热能，实现对一次能源的梯级利用。高品位的热能用来发电，低品位的热能用来采暖和制冷，毫无疑问，一次能源利用率得以大大提高。
（2）有利于增强能源供应的可靠性以及稳定性。
系统靠近用户终端，自发电和市电互为备用实现供电，热力制冷和电制冷互为备用实现供冷，余热供热和燃气直燃供热互为备用实现供热，能源供应的可靠性高，稳定性好。
（3）有利于环境保护，减少环境污染。
系统排放物具有环境友好性。一方面，天然气产生的SO2和NOx等有毒气体含量极低，另一方面，系统排放出来的烟气温度较低，产生的热污染小，不易引起“热岛效应”[1]。
当今社会面临巨大的能源危机和环境问题，因此，对于联供系统的运行优化与调度控制方法的研究具有重大的理论意义和实用价值[3,4]。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外
1.2.2 国内
1.3 实际应用
目前，具有发展联供系统潜力的主要有宾馆、商场、医院、科技园、大学、机场等等地方。本文选取智能电网园区的数据中心作为研究对象，建立各种设备的数学模型，研究系统运行优化与调度控制方法。
智能电网园区的能源供应和能源消耗并存，集电网的发、输、配、用四大环节，具有分布式电源与微网、信息互动共享、能效管理、电网优化运行、增值服务等五大功能。
1.3.1 智能电网园区典型数据中心能源供需现状
数据中心必须保证能够全年7×24小时不间断运行，电子信息设备以及其他辅助设备的发热量很大，电负荷、冷负荷相对稳定。联供系统可以实现同时产电、冷、热，适合数据中心项目[6]。
数据中心由于主机房属于建筑内区，所以受外界气候条件和围护结构影响较小，冷负荷全年变化幅度小，冷负荷的波动范围统计约为0.80~1。不仅如此，由于电子信息设备及其他辅助设备全年7×24小时不间断运行，电负荷全年变化幅度也较小，波动范围统计约为0.80~1[1]。
数据中心的电子信息设备是非常重要的负荷，一旦出现宕机，会造成不可估计的巨大损失，因此，安全性和可靠性是数据中心需要首要考虑的问题。
总的来说，耗电量、制冷量、供电安全是数据中心目前面临的重大问题[7]。
1.3.2 智能电网园区典型数据中心能源供需矛盾
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