基于分布式光伏发电的高寒高海拔地区建筑能源系统优化设计
刘冬1
赵斌2
万克洋3
陈嘉祥1
朱彪4
王力5
郑月球6
1.长沙理工大学能源与动力工程学院,湖南长沙 4101142.长沙理工大学能源与动力工程学院,湖南长沙 410114;长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙 43.国网湖南省电力有限公司电力科学研究院,湖南长沙 4102084.东北电力大学能源与动力工程学院,吉林吉林 1320125.长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙 4101146.西藏华东水电设备成套有限公司,西藏拉萨 851414
摘要：针对高寒高海拔地区建筑的供电、供暖、供氧以及供净水等关键问题,以西藏自治区拉萨市典型单层建筑为研究对象,提出基于分布式光伏发电的高寒高海拔地区建筑能源系统.通过DeST软件模拟计算,确定目标建筑的平均供暖热指标为51.82 W/m2,全年供电量为3 040.4 kWh.在此基础上,建立包含光伏发电系统、空气源热泵、电解制氢氧系统、储能系统以及燃料电池等数学模型,以系统年化成本、能源自给率、能源系统效率作为优化目标,优化过程结合CPLEX与IPOTO求解器进行高效求解,采用归一化加权法求得系统容量配置的Pareto前沿解集,并通过熵权法修正的TOPSIS方法对解集进行多维评价,确定三个优化目标间的权重分配为0.23、0.29、0.48,得到最优系统容量配置.优化结果表明:系统年化成本为0.87万元,能源自给率为87.59％,能源系统效率为83.34％.通过典型日功率平衡分析,验证了系统在不同季节运行中的电、热、氢、氧等多能流协调能力,表明计算配置在满足复杂负荷需求的同时具备良好的经济性与稳定性,实现了系统在极端环境下的可靠运行与多能互补.最后对系统进行敏感性分析,得出影响投资回收期以及能源系统效率的主要因素分别为光伏并网电价和热泵机组能工作性能系数,为分布式能源系统在高寒高海拔地区建筑中的集成设计及应用提供了理论支撑.
关键词：太阳能高寒高海拔综合能源系统熵权修正TOPSIS多目标优化
分类号：TK01(一般性问题)
资助基金：湖南省教育厅重点基金资助项目(22A0217)湖南省自然科学基金资助项目(2023JJ30048)长沙理工大学专业学位研究生基金资助项目(CLSJCX24048)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-12-24（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 84-93 )
英文信息