1生物質(zhì)能開發(fā)概述據(jù)統(tǒng)計，目前生物質(zhì)能儲存的能源是世界能源消費總量的兩倍，是繼煤1)該地區(qū)隆冬長，供熱需求大，夏季短，供熱需求小，電熱比差異明顯；2)東北地區(qū)是主要的商品糧生產(chǎn)基地，生物質(zhì)資源豐富，為發(fā)展生物質(zhì)聯(lián)3)包括生物質(zhì)在內(nèi)的混合能源系統(tǒng)供應(yīng)穩(wěn)定，經(jīng)濟效益高，適合東北地區(qū)4)生物質(zhì)資源一般遠(yuǎn)離市區(qū)，在工業(yè)園區(qū)采集和利用方便，供暖比傳統(tǒng)城2019年起省委省政府要求把秸稈綜合利用作為減少大氣污染和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，突出“一主兩輔”,在聚焦秸稈還田的同時，強化燃料化型設(shè)施所取代。根據(jù)《東北地區(qū)冬季清潔供暖實施方案(2017-2021年)》,全省5年共計新增供暖面積約3557.731km2,電供暖面積僅占總量的1.4%。主要原因2生物質(zhì)能綜合能源系統(tǒng)的應(yīng)用]QW與傳統(tǒng)的綜合能源系統(tǒng)相比，生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)的價格競爭力在項目可行性研究中很重要。研究表明，原材料價格的變化對生物質(zhì)能源產(chǎn)品的單價有顯著影響。在提出了生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)模型基礎(chǔ)，將可再生能源與不可再生能源耦合，結(jié)果表明生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(BiomassPolygenerationIntegratedEnergySystem,BPIES)不僅能夠提高能源利用效率，還能同時提高系統(tǒng)經(jīng)濟效益。GazdaW和StanekW等人[31-32通過太陽能、生物質(zhì)能和天然氣耦合共驅(qū)系統(tǒng)進行研究，能利用太陽能光伏電池板獲取光能發(fā)電，生物質(zhì)能驅(qū)動內(nèi)燃機發(fā)電并產(chǎn)生余熱為制冷設(shè)備供熱。在能源消耗高峰期，系統(tǒng)從電網(wǎng)購電供應(yīng)高峰，從天然氣鍋爐用于產(chǎn)熱緩解供熱高峰。目前，包括生物質(zhì)能機組在內(nèi)的IES研究相對較少，王松等人33提出了一種考慮優(yōu)化兩個目標(biāo)(最低成本和考慮可靠性)的風(fēng)力生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃模型。BAMISILEO341提出了一種用于熱電聯(lián)產(chǎn)和多種聯(lián)合發(fā)電的風(fēng)能-生物質(zhì)綜合能源系統(tǒng)；周志超等人135提出了一種針對風(fēng)能、柴油和生物質(zhì)微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃方法，兼顧電池儲能和生物質(zhì)發(fā)電；SINGHS等人[36-37提出了一種綜合考慮系統(tǒng)經(jīng)濟性、環(huán)保性和節(jié)能性的生物質(zhì)能與太陽能相結(jié)合的冷熱電三聯(lián)供優(yōu)化配置模型；同時在秸稈收集方面，傳統(tǒng)規(guī)劃往往是基于理想的生物質(zhì)秸稈采購的生物質(zhì)收集成本模型。WUJinzhuo39]考慮了市場調(diào)控對生物質(zhì)燃料收購價格的影響研究；KOHANSALM等人[40研究了能源發(fā)電市場價格與供給能力關(guān)系研究。在上述研究背景下，針對我國東北地區(qū)獨特的環(huán)境資源狀況，發(fā)展以生物質(zhì)機組為核心的綜合能源系統(tǒng)，具有較高的實際工程應(yīng)用價值。1.基于ORC的生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用小型生物質(zhì)能CHP系統(tǒng)可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能。與太陽能或風(fēng)能相比，生物質(zhì)能沒有季節(jié)性，更適合應(yīng)用到實際項目。由于生物質(zhì)具有的優(yōu)勢，因此生物質(zhì)CHP系統(tǒng)有望解決能源短缺危機和能源使用過程中的環(huán)境保護問題。3生物質(zhì)燃燒發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(2000kW以上)技術(shù)已達到較高水平，已投入實能CHP與ORC技術(shù)耦合，作為小型CHP-ORC系統(tǒng)的動力驅(qū)動進行熱電聯(lián)產(chǎn)或趙海濤[43提出了我國開發(fā)生物質(zhì)能的必要性，提出了中小型生物質(zhì)直燃技術(shù)與ORC耦合的系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)和工作原理進行了分析學(xué)劉強等人44建立了以麥稈為燃料的抽氣回?zé)崾絆RC的熱力學(xué)模型。通過夾點分析探究了不同工質(zhì)和冷凝溫度與燃料利用系數(shù)和CHP-ORC系統(tǒng)利用效率的關(guān)次能源節(jié)約率比為和投資利潤率，認(rèn)為當(dāng)CHP-ORC系統(tǒng)僅提供電力時的經(jīng)濟效發(fā)展最為迅速，其中奧地利的生物質(zhì)能的集中供熱量在過去十年內(nèi)增加了六倍；瑞典的增加了八倍[46]。邱國權(quán)等人[7]對在中國內(nèi)的以生物質(zhì)能為核心的CHP-ORC系統(tǒng)進行了分析研究，生物質(zhì)微型CHP-ORC結(jié)構(gòu)圖如圖1-3所示：傳熱介質(zhì)為熱水，選用HFE7000為有機工質(zhì)，純發(fā)電效率和熱電聯(lián)產(chǎn)效率分別為1.41%和78.69%。LiuH等人[48提出了一種回路式生于醫(yī)院和購物等商業(yè)和住宅建筑，發(fā)電容量為1-10kW,適用于商場、社區(qū)等。型生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，尤其是在供熱量需求量大的東北偏遠(yuǎn)村莊和農(nóng)村社ThermocouplevalvebeltpTachometer2.基于ORC的生物質(zhì)能三聯(lián)供技術(shù)的應(yīng)用生物質(zhì)能三聯(lián)供技術(shù)是指CCHP系統(tǒng)以生物質(zhì)燃料為動力，同時實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供。與傳統(tǒng)燃燒相結(jié)合的有機朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)為建筑提供電力。從ORC系統(tǒng)和廢氣中回收的廢熱用于為空間加熱提供熱水，多余的熱量還用于驅(qū)動吸收式冷卻系統(tǒng)。國內(nèi)外許多學(xué)者對基于ORC的生物質(zhì)能三聯(lián)供系統(tǒng)進行了研究，得到了其較純發(fā)電系統(tǒng)和CHP系統(tǒng)經(jīng)濟性、環(huán)保性更優(yōu)的結(jié)論，并且該系統(tǒng)的適用性更強。李新禹[49討論了生物質(zhì)能與CCHP系統(tǒng)耦合的可能性；王鯤鵬501提出了生物質(zhì)能熱與CCHP相結(jié)合系統(tǒng)的架構(gòu)，并對該系統(tǒng)進行了不同運行策略下的能源效率分析；王政偉[51也對農(nóng)村地區(qū)的生物質(zhì)能的三聯(lián)供系統(tǒng)進行了可行性研究。李子申等人52提出了一種以生物質(zhì)能作為動力的小型CCHP系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進行了參數(shù)優(yōu)化。通過熱力學(xué)分析和經(jīng)濟性分析，得出系統(tǒng)在四種不同運行模式下的參數(shù)，系統(tǒng)在冷熱電模式下的經(jīng)濟效益最佳。Y.Huang等人53對小規(guī)模的生物質(zhì)三聯(lián)供系統(tǒng)進行了建模和技術(shù)經(jīng)濟分析，對關(guān)鍵技術(shù)和環(huán)境問題進行了審查，三聯(lián)供系統(tǒng)流程圖見圖1-4所示。該研究還調(diào)查了不同生物質(zhì)原料對三聯(lián)產(chǎn)設(shè)備性能的影響，最后對系統(tǒng)進行經(jīng)濟評估以及敏感性分析，例如資本投資、負(fù)荷系數(shù)和燃料成本。Maraver等人54]的一項技術(shù)研究了生物質(zhì)能作為動力的CCHP系統(tǒng)對環(huán)境的影響，使用生命周期評估法評估了系統(tǒng)特性，并得出該系統(tǒng)具有靈活性和可持續(xù)性。網(wǎng)技術(shù)，2015,39(11):3014-3022.[2]白少成.淺談世界能源危機及中國的戰(zhàn)略抉擇[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2006,4(B12):168-170.電網(wǎng)技術(shù)，2018,042(006):1697-1708.能源互聯(lián)網(wǎng)，2019,2(03):255-265.[5]GeidlM,AnderssonG.Optimalpowerflowofmultipleenergycarriers[J]ITransactionsonpowersystems,2007,22(1):145-155.powerdistributionnetworks[C].In44thInEngineeringConference(UPEC).2009:1-5.[7]BandoS,AsanoH,SasajsysteminamicrogridwithsteamsuPowerElectronicsandE6IEEE.2011:557-564.ofspreadsheet-basedmodels[J].EnvironmentalModeling&Sof[9]RezvanAT,GhanehNS,GharebpetianGB.Op2013,(57):58-64.multi-objectiveparticleswarmoptimization.IntJElectrPower30(3):226-234.[11]NiknamT,Azizipanah-Abreserveconstrainedcombinedheatandpowedispatch.Energy2012;42(1):530-545.[12]BasuM.Combinedheatandpowerecnondominatedsortinggeneticalgorithm-II.IntJElec53(1):135-141.[13]ShiB,YanLX,WuW.Multi-objecteconomicdispatchwithpowertransmissionlos