碳捕集电厂灵活运行及其对风电消纳能力研究分析

【摘要】：为了解决气候变化带来的挑战，各种减排技术中碳捕集技术脱颖而出。世界各国纷纷建立碳捕集示范电厂，但是由于碳捕集技术的投资、运行成本高，其大规模应用受到了阻碍。因此有必要针对碳捕集技术在电厂中的运行方式以及运行策略进行优化研究。另一方面，清洁能源的利用也是减排的重要手段之一，将碳捕集电厂与清洁能源地利用结合起来，给碳捕集电厂带来更多、更灵活的运行手段和更广泛的运行空间。 分别从碳捕集电厂的灵活运行优化与结合风电分析碳捕集电厂的风电消纳能力两方面入手。研究的主要内容如下： 首先，介绍了碳捕集技术的运行原理、碳捕集技术的种类，以及CO2处理方法。介绍碳捕集设备的灵活运行模式，并分别对分流式灵活运行和储存式灵活运行进行详细的介绍，并给出碳捕集设备灵活运行不同模式的运行流程图。 其次，在灵活运行模式的基础上，定义灵活度的概念，并依据灵活度对灵活运行表达式进行改进。以灵活度为变量，以减排量和机组煤耗作为目标函数，运用多目标BCC算法对目标函数进行优化，同时完成发电机组间地出力优化分配。并以单个碳捕集电厂为例，对运行进行优化分析。 最后，制定灵活运行碳捕集电厂的强制减排机制，并利用介质阻挡放电分解CO2的方法，将CO2处理与风电的弃风问题结合在一起。利用经验曲线对介质阻挡放电模型进行改进，按照其发展将其分成两个阶段。同时结合灵活运行的碳捕集电厂间接消纳风电能力，分别分析两个阶段的直接风电消纳能力和间接风电消纳能力。以实际数据为基础，对结论进行验证，得到两个阶段的碳捕集电厂风电消纳能力区间。 【关键词】：减排 风电消纳 碳捕集 灵活运行 多目标BCC 介质阻挡放电
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 气候变化的挑战10-11
• 1.1.2 课题的研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 第2章 CCS 技术运行模式16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 碳捕集技术原理16-19
• 2.2.1 燃烧后捕集技术原理16-18
• 2.2.2 燃烧前捕集技术原理18
• 2.2.3 富氧燃烧技术原理18-19
• 2.3 碳捕集电厂的灵活运行19-21
• 2.3.1 分流式灵活运行方法19-20
• 2.3.2 储存式灵活运行方法20-21
• 2.4 CO_2处理方法21-22
• 2.4.1 CO_2运输方式21-22
• 2.4.2 CO_2利用和封存22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 碳捕集电厂灵活运行优化分析23-40
• 3.1 引言23
• 3.2 碳捕集设备的运行能耗23-26
• 3.2.1 碳捕集设备的启动能耗23-24
• 3.2.2 碳捕集设备灵活运行能耗24-26
• 3.3 目标函数模型26-29
• 3.3.1 减排模型26-27
• 3.3.2 机组煤耗模型27-28
• 3.3.3 约束条件28-29
• 3.4 MOBCC 算法描述29-33
• 3.4.1 细菌离散化处理30
• 3.4.2 初始化种群30
• 3.4.3 优化流程30-33
• 3.5 算例分析33-39
• 3.5.1 基本数据33-34
• 3.5.2 优化结果分析34-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 灵活运行碳捕集电厂的风电消纳能力研究40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 碳捕集电厂间接风电消纳能力研究40-42
• 4.2.1 间接消纳风电可能性分析40-41
• 4.2.2 间接消纳风电模型41-42
• 4.3 介质分解 CO_2消纳风电能力分析42-45
• 4.3.1 强制分解 CO_2机制42
• 4.3.2 介质阻挡放电分解 CO_2模型42-43
• 4.3.3 对介质阻挡放电分解 CO_2模型的改进43-45
• 4.3.4 分解 CO_2消纳风电能力分析45
• 4.4 风电消纳能力分阶段分析45-46
• 4.4.1 初步阶段风电消纳能力模型45-46
• 4.4.2 技术成熟阶段风电消纳能力模型46
• 4.5 算例分析46-49
• 4.5.1 算例背景数据46-47
• 4.5.2 初步阶段风电消纳能力分析47-49
• 4.5.3 技术成熟阶段风电消纳能力分析49
• 4.6 本章小结49-50
• 结论50-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果56-57
• 致谢57-58
• 作者简介58

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